CN208081227U - 探测器装置和医疗仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及探测器装置和医疗仪器。所述探测器装置(29)具有多个X射线探测器(1)，所述X射线探测器(1)具有宽度(9)和长度(11)，其特征在于，所述宽度(9)小于所述长度(11)，所述探测器装置(29)是弧形的，所述探测器装置(29)具有沿着第一轴线(44)和第二轴线(43)的延伸，所述第一轴线(44)沿着所述探测器装置(29)的弧形的曲面定向，所述第二轴线(43)垂直于所述第一轴线(44)定向，以及所述X射线探测器(1)的所述长度(11)沿着所述第一轴线(44)定向。

Description

探测器装置和医疗仪器

技术领域

本实用新型涉及一种探测器装置和一种医疗仪器。

背景技术

在X射线成像中，例如在计算机层析X射线摄影、血管造影或射线检验中，可以使用积分的间接转换型X射线探测器或计数的直接转换型X射线探测器。

X射线或光子可以在直接转换型X射线探测器中通过适合的转换物质转换成电脉冲。在转换元件中可以使用直接转换的转换物质，例如CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs或其他转换物质。电脉冲由分析电子器件、例如集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC，专用集成电路)评估。在计数的X射线探测器中，通过计数由于在转换材料中吸收X射线光子而触发的电脉冲来测量射入的X射线。电脉冲的高度通常与吸收的X射线光子的能量成比例。由此可以通过电脉冲的高度与阈值的比较提取光谱信息。

X射线或光子可以在间接转换型X射线探测器中通过适当的转换材料转换成光，并且借助于光电二极管转换成电脉冲。通常将闪烁体、例如GOS(Gd₂O₂S)、CsJ、YGO或LuTAG用作转换材料。闪烁体在医学X射线成像中特别是使用在直至1MeV的能量范围中。通常使用所谓的间接转换型X射线探测器(所谓的闪烁体探测器)，其中以两个阶段实现将X射线或伽马射线转换成电信号。在第一阶段中，X射线量子或伽马量子在闪烁体单元的部分区域中被吸收并且转换成可见光(光量)，这种效应称为冷发光。在第二阶段中，由冷发光激发的光接着通过与闪烁体单元光学耦合的光电二极管在分析单元的部分区域中转换成电信号，所述电信号通过分析或读取电子器件读取并且接着继续传送到计算单元上。

闪烁体单元(或者说转换元件)和分析单元的部分区域通常这样划分，以使得闪烁体单元的每个部分区域被配置一个分析单元的部分区域。于是被称为像素化的X射线探测器。例如使用在计算机层析X射线摄影仪中的X射线探测器典型地由多个模块构成，所述模块具有散射光栅、闪烁体单元、分析单元，所述分析单元具有例如作为光电二极管阵列的光电传感器或光电二极管以及具有用于将模拟信号转换成数字信号的电子器件单元和机械载体。散射光栅用于抑制散射光线。机械载体用于装配散射光栅、闪烁体单元和分析单元。散射光栅、闪烁体单元和具有光电二极管的分析单元典型地以相同的方式在两个方向上像素化，例如成矩形的或方形的像素。为了实现好的配量作用并且同时像素间低的串扰，散射光栅、闪烁体单元和光电二极管在构造模块时非常准确地相对彼此定位。

在构造模块时，通常闪烁体单元或闪烁体阵列借助于光学胶固定地与光电二极管阵列连接并且在此定向。这两者接着被共同固定在机械载体或模块机构上。接着，散射光栅则或者通过与闪烁体阵列的粘接或者借助于在机械载体上的机械固定可以同样固定地与模块连接，其中，又应该实现关于闪烁体阵列最优的定位。最后，这样预装配的模块被固定在探测器的壳体或模块容纳装置中。在此，通过适合的措施，例如止动面、固定销或类似的措施，确保散射光栅的光栅开口尽可能好地朝管焦点上定向。

面布置的、像素化的探测器装置通常由多个单个的X射线探测器或探测器模块无缝地组成。分析单元的各个部分区域可以大致是正方形的，然而所述部分区域可以在方向上即沿着第一轴线与在z方向上即沿着第二轴线是略有不同的，以便确保沿着第一和第二轴线准确地划分分析单元和闪烁体单元。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提出一种探测器装置和一种医疗仪器，其能够实现X射线探测器在探测器装置中替换的可布置性。

根据本实用新型，该技术问题通过根据本实用新型的探测器装置和医疗仪器解决。

本实用新型涉及一种探测器装置，其具有多个X射线探测器，X射线探测器具有宽度和长度。所述宽度小于所述长度。探测器装置是弧形的。探测器装置具有沿着第一轴线和第二轴线的延伸。第一轴线沿着探测器装置的弧形的曲面定向。第二轴线垂直于第一轴线定向。X射线探测器的长度沿着第一轴线定向。

第二轴线可以沿着z方向、即例如平行于计算机层析X射线摄影仪的转子的旋转轴线延伸。第一轴线垂直于第二轴线延伸。第一轴线可以沿着方向延伸。探测器装置沿着第一轴线是弧形的或者弯曲的。弧形的探测器装置可以优选地沿着一个半径围绕辐射源的焦点延伸。探测器装置的面延伸沿着第一轴线和第二轴线延伸。X射线可以从辐射源几乎垂直于探测器装置的面延伸上射入。如果X射线未被散射光栅的光栅壁吸收，则X射线可以首先经过散射光栅。接着，X射线可以射到闪烁体单元上。在闪烁体单元的背对X射线的侧面上可以布置分析单元。

X射线探测器可以是积分的间接转换型X射线探测器和/或计数的直接转换型X射线探测器。以往可以使用特别开发的X射线探测器或探测模块或瓷砖铺贴模块，其匹配相应的X射线系统的和z几何形状。在此，X射线探测器以其长度由于确定的几何形状例如仅仅沿着第二轴线布置。通过所谓的瓷砖铺贴技术，即在探测器装置中瓷砖铺贴式地布置多个X射线探测器，现在使得各个X射线探测器可以旋转90°，并且X射线探测器不仅沿着第二轴线而且也垂直于所述第二轴线、即沿着第一轴线布置。根据本实用新型的X射线探测器可以被设计为或者适合用于以所述X射线探测器的长度沿着第二轴线布置，例如使用在用于另一种医疗仪器的探测器装置的另一种变体中。X射线探测器能够以其长度沿着第二轴线和第一轴线布置。在例如沿着第一轴线和第二轴线的两个方向上可能的可排列性和可装配性可以提供调换探测器装置或X射线探测器的和z几何形状的可能性。

在特别是为了使X射线探测器的长度沿着第一轴线定向而不新开发X射线探测器的情况下，现在可以实现满足用于X射线探测器的另一种应用情况的可能性，即X射线探测器的长度沿着第一轴线定向。即使在不新开发并且由此不产生花费的情况下，也提高了沿着第二轴线的可能的延伸的变体丰富性。利用X射线探测器可以实现探测器装置的面延伸的不同变化，其中，变化的数量可以通过X射线探测器的长度沿着第一轴线的可布置性来增加。这可以实现同类部件的使用并且由此也实现成本低廉的批量生产。

根据本实用新型的一个方面，多个X射线探测器沿着长度沿第一轴线成行地布置。X射线探测器可以称为探测器模块。以往，探测器装置可以具有例如30至46个单个的探测器模块或X射线探测器，在这些单个的探测器模块或X射线探测器中可以具有一个或多个X射线探测器子单元，优选分别具有1至3个。在探测器模块中，X射线探测器的多个子单元可以组合并且例如装配在一个共同的载体单元上。通过根据本实用新型的布置，例如3至9个X射线探测器可以构成探测器装置，其中，每个横向装入的X射线探测器中可以存在5至7个X射线探测器子单元。X射线探测器或探测器模块越少，成本越低廉，因为每个X射线探测器可能产生几乎恒定的固定费用，而与X射线探测器的尺寸无关。

根据本实用新型的一个方面，多个行的X射线探测器彼此平行地沿着第二轴线布置。通过根据本实用新型的布置，例如3至9个X射线探测器可以构成探测器装置，其中，在每个横向装入的X射线探测器中可以存在10至14个X射线探测器子单元。

根据本实用新型的一个方面，相邻的X射线探测器的面法线以不等于0度的角度布置。面法线垂直于X射线探测器的沿着宽度和长度的面延伸来定义。X射线探测器可以沿着第一轴线或第二轴线相邻。当相邻的X射线探测器被布置在一个共同的平面上时，相邻的X射线探测器的面法线围成0度的角度。当X射线探测器不被布置在一个共同的平面上时，相邻的X射线探测器的面法线围成不等于0度的角度。X射线探测器可以这样布置，以使得沿着第一轴线相邻的X射线探测器的面法线围成不等于0度的角度，从而使多个X射线探测器的面法线朝向辐射源定向。X射线探测器可以沿着圆柱表面的部分布置。探测器装置沿着第一轴线弧形地延伸，然而在此可以使少量相邻的X射线探测器、例如2或3个X射线探测器沿着第一轴线布置在一个共同的平面上。X射线探测器弧形的布置可以区段地通过相邻的X射线探测器的面法线之间不等于0度的角度来形成。X射线探测器可以这样布置，以使得沿着第二轴线相邻的X射线探测器的面法线围成不等于0度的角度，从而使远离中心射束的z位置布置的X射线探测器的面法线也朝向辐射源定向。X射线探测器可以沿着球表面的部分定向。

此外本实用新型涉及一种具有根据本实用新型的探测器装置的医疗仪器。根据本实用新型的一个方面，医疗仪器是计算机层析X射线摄影仪。

附图说明

以下结合附图详细地说明本实用新型的实施例。附图中：

图1以俯视图示意性示出根据本实用新型的探测器装置的第一实施方式；

图2以俯视图示意性示出根据本实用新型的探测器装置的第二实施方式；

图3以侧视图示意性示出根据本实用新型的探测器装置的第三实施方式；

图4示意性示出根据本实用新型的计算机层析X射线摄影仪的第一实施方式的视图；

图5示意性示出根据本实用新型的计算机层析X射线摄影仪的第二实施方式的视图。

具体实施方式

图1以俯视图示出根据本实用新型的探测器装置29根据第一实施方式的示例性实施方案。探测器装置29具有多个带宽度9和长度11的X射线探测器1。宽度9小于长度11。探测器装置29是弧形的。探测器装置29具有沿着第一轴线44和第二轴线43的延伸。第一轴线44沿着探测器装置29的弧形的曲面定向。第二轴线43垂直于第一轴线44定向。X射线探测器1的长度11沿着第一轴线44定向。X射线探测器1可以具有例如16×32或20×32的像素。第二轴线43可以沿着z方向、即平行于计算机层析X射线摄影仪的转子的旋转轴线延伸。第一轴线44垂直于第二轴线43延伸。第一轴线44可以沿着方向延伸。多个X射线探测器1沿着长度11以沿第一轴线44成行地布置。

图2以俯视图示出根据本实用新型的探测器装置29根据第二实施方式的示例性实施方案。多个行的X射线探测器1彼此平行地沿着第二轴线43布置。

图3以侧视图示出根据本实用新型的探测器装置29根据第三实施方式的示例性实施方案。该侧视图示出，观察者平行于第二轴线观察沿着第一轴线44弧形地构造的探测器装置29。X射线探测器1沿着第一轴线44相邻。相邻的X射线探测器1的面法线13以不等于0度的角度15布置。面法线13垂直于X射线探测器1的沿着宽度9和长度11的面延伸来定义。当X射线探测器1不布置在一个共同的平面上时，相邻的X射线探测器1的面法线13围成不等于0度的角度。探测器装置29沿着第一轴线44弧形地延伸。

在一个替换的实施方式(未示出)中，X射线探测器1可以沿着第二轴线43相邻。X射线探测器1可以这样布置，以使得沿着第二轴线43相邻的X射线探测器1的面法线13围成不等于0度的角度15，从而使远离中心射束的z位置布置的X射线探测器1的面法线13也朝向辐射源定向。

图4示出根据本实用新型的计算机层析X射线摄影仪31在第一实施方式中的示例性实施方案。探测器装置29具有例如16个X射线探测器1，所述X射线探测器具有散射光栅3、闪烁体单元5和分析单元7。X射线探测器1以分别具有8个X射线探测器的两行彼此平行地沿着第二轴线43布置。探测器装置29沿着第一轴线44弧形地构造。辐射源37发射X射线，所述X射线通过患者39被减弱。患者39沿着第二轴线43安置。

图5示出根据本实用新型的计算机层析X射线摄影仪31的示例性实施方案，该计算机层析X射线摄影仪具有根据本实用新型的探测器装置。探测器装置29优选地具有多个呈二维的阵列或布置的X射线探测器1。计算机层析X射线摄影仪31包含具有转子35的机架33。转子35包括辐射源37和根据本实用新型的探测器装置29。患者39躺在患者卧榻41上并且能够沿着第二轴线43(旋转轴线z)运动穿过机架33。为了控制和计算截面图像而使用计算单元45。输入装置47和输出装置49与计算单元45连接。

虽然本实用新型在细节上通过优选的实施例详细地示出，但是本实用新型不限于公开的示例，本领域技术人员在不脱离本实用新型的保护范围的情况下可以由此推导出其他变化。

Claims (6)

1.一种探测器装置(29)，具有多个X射线探测器(1)，所述X射线探测器(1)具有宽度(9)和长度(11)，其特征在于，

a.所述宽度(9)小于所述长度(11)，

b.所述探测器装置(29)是弧形的，

c.所述探测器装置(29)具有沿着第一轴线(44)和第二轴线(43)的延伸，

d.所述第一轴线(44)沿着所述探测器装置(29)的弧形的曲面定向，

e.所述第二轴线(43)垂直于所述第一轴线(44)定向，

f.所述X射线探测器(1)的所述长度(11)沿着所述第一轴线(44)定向。

2.根据权利要求1所述的探测器装置(29)，其特征在于，所述多个X射线探测器(1)以所述长度(11)沿所述第一轴线(44)成行地布置。

3.根据权利要求2所述的探测器装置(29)，其特征在于，多个行的所述X射线探测器(1)彼此平行地沿着所述第二轴线(43)布置。

4.根据权利要求2或3所述的探测器装置(29)，其特征在于，相邻的X射线探测器(1)的面法线以不等于0度的角度(15)布置。

5.一种医疗仪器，其特征在于，所述医疗仪器具有根据前述权利要求中任一项所述的探测器装置(29)。

6.根据权利要求5所述的医疗仪器，其特征在于，所述医疗仪器是计算机层析X射线摄影仪(31)。