CN215738937U - Pet探测器以及用于pet探测器的水冷板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种PET探测器以及用于PET探测器的水冷板，该PET探测器包括探测器模块、信号采集模块以及水冷板，探测器模块和信号采集模块分别固定设置于水冷板的不同侧，且探测器模块与信号采集模块通信连接，该水冷板由陶瓷材料制成，且在水冷板内设置流道，流道以水冷板的内表面为流道内壁，水冷板上设置进水口和出水口，进水口与流道的一端连通，出水口与流道的另一端连通。通过该水冷板可以提高PET探测器的散热性能，并减少金属涡流对系统的影响，改善成像质量。

Description

PET探测器以及用于PET探测器的水冷板

技术领域

本实用新型涉及一种PET探测器以及用于PET探测器的水冷板。

背景技术

在嵌入式一体化PET/MR(正电子发射核磁共振系统)设备中，PET探测器需要在MR超强的主磁场以及梯度磁场下工作，为此，需要解决PET(正电子发射计算机断层扫描仪)探测器在MR磁场/梯度磁场环境下工作时的散热问题。目前一体化嵌入式PET/MR设备中，由于空间限制，常规的冷却方式都是水冷，水冷板的设计目前主要有两种方案：

一种方案是在氮化铝陶瓷基板内加工沟槽并嵌人铜管的水冷板，通过铜管内循环冷却水来带走PET探测器中电气部分产生的热量；而且氮化铝有着很高的导热系数，同时可加工性好，但是氮化铝材料制造成本高昂，同时内嵌铜管也降低了导热性能，而且铜管也增加了金属涡流对成像的影响；

另一种方案是在氧化铝陶瓷基板内加工沟槽并嵌入铜管的水冷板，结构与前述一种水冷板类似，所不同的是用氧化铝替代氮化铝作为基板材料，保证可加工性的同时，成本降低，但也存在内嵌铜管降低导热性能以及会产生金属涡流。

因此，有必要开发一种新型的用于PET探测器的水冷板，可改善热传导效率并减少金属涡流的影响。

实用新型内容

为解决现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种PET探测器以及用于PET探测器的水冷板，直接在陶瓷水冷板上加工流道而避免在基板内预埋金属管，在获得较高导热性能的同时不会产生金属涡流，而且还能避免金属管与PET探测器的电气部分接触时出现短路的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于PET探测器的水冷板，所述水冷板由陶瓷材料制成，且在所述水冷板内设置流道，所述流道以所述水冷板的内表面为流道内壁，所述水冷板上设置进水口和出水口，所述进水口与所述流道的一端连通，所述出水口与所述流道的另一端连通。

可选的，所述水冷板为一体成型结构。

可选的，所述水冷板为分体成型结构。

可选的，所述水冷板为以玻璃钎焊的方式封接形成的结构。

可选的，所述水冷板的材料为氮化铝陶瓷材料或者氧化铝陶瓷材料。

可选的，所述水冷板的一侧设置有若干固定凸台，所述固定凸台用于固定PET探测器的信号采集模块，所述水冷板上设置有若干贯通设置的固定孔，所述固定孔用于固定PET探测器的探测器模块。

可选的，所述水冷板上设置有若干贯通的避让槽。

可选的，所述进水口和所述出水口相邻设置。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种PET探测器，包括探测器模块、信号采集模块以及任一项所述的用于PET探测器的水冷板，所述探测器模块和所述信号采集模块分别固定设置于所述水冷板的不同侧，且所述探测器模块与所述信号采集模块通信连接。

可选的，所述信号采集模块包括多个信号采集板，每个信号采集板与对应的一个所述探测器模块通过连接器连接。

本实用新型通过在陶瓷水冷板的内部直接加工形成流道，而无需在水冷板内部预埋铜管等金属管，如此构造，不仅可以改善导热性能，提高散热效率，而且还可减少金属涡流的影响，减少成像伪影，提高成像准确度，同时还可避免内嵌金属管时金属管容易与PET探测器的电气部分接触而出现短路的问题，提高了系统可靠性和安全性。

附图说明

附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型优选实施例中的水冷板的立体图；

图2为本实用新型优选实施例中的水冷板的横向剖视图；

图3为本实用新型优选实施例中的水冷板的纵向剖视立体图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

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。在本申请中所使用的“横向”是指平行于水冷板的上下表面的方向；“纵向”是指垂直于水冷板的上下表面的方向。在本申请中所使用的“若干”是指数量不确定的含义。

应当理解，本申请说明书中使用的“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，“顶部”、“上部”和/或“底部”、“下部”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。

图1是本实用新型优选实施例中的水冷板的立体图，图2是本实用新型优选实施例中的水冷板的横向剖视图，图3是本实用新型优选实施例中的水冷板的纵向剖视立体图。所应理解，为了简单起见，图2和图3中并未示出剖面线。

请参考图1至图3，本实施例提供一种水冷板100，用于PET探测器，该水冷板100整体由陶瓷材料制成，且在水冷板100内设置流道101，流道101以水冷板100的内表面为流道内壁，也即，水冷板100的内部直接加工形成有流道101。流道101可以理解为包括进水流道1011和回水流道1012，进水流道1011和回水流道1012组成一个一体连续的流道101。当然水冷板100上还设置进水口102和出水口103，进水口102与进水流道1011的进口连通，出水口103与回水流道1012的出口连通。本申请对进水口102和出水口103的位置没有特别要求。在一示意性实施例中，进水口102和出水口103彼此相邻，也即，进水口102和出水口103位于水冷板100的同一端或同一侧且彼此挨着。此外，所应理解，进水口102和出水口103彼此可以互换，即，该两个口中的任意一个可以用于进水，任意一个可以用于出水。

水冷板100的使用原理为：在陶瓷水冷板100内直接加工形成流道101，PET探测器中的电气部分安装于水冷板100的表面，冷却介质从水冷板100的进水口102进入，最终从水冷板100的出水口103出来，将电气部分所发出的热量带走。

与现有技术相比，本申请的水冷板100内无需埋入铜管等金属管，而直接由水冷板100自身加工形成的流道101进行水冷，如此构造，不仅可以改善导热性能，提高散热效率，而且还可减少金属涡流对PET成像扫描的影响，提高成像准确度。应理解，铜管等金属管在主磁场下会产生涡流，造成成像伪影，影响了成像准确度，而本申请可减少金属涡流的影响，从而减少成像伪影，提高成像准确度。此外，当省去铜管等金属管时，还可避免金属管与表面上的电气部分接触而导致短路的问题，从而提高了PET探测的可靠性和安全性。另外，将流道101直接布置在陶瓷水冷板100的内部，还可避免预埋金属管需要在金属管周围填充树脂而导致散热效率进一步降低的问题。

本申请对流道101的形状不加限制，包括但不限于图所示的形状。流道101的形状可以根据实际散热需求进行布置。本申请对流道101的形成方式亦不作限制，例如可以是陶瓷烧结成型、模压成型、挤出成型、机加工成型、3D打印等加工方式，更优选为陶瓷烧结成型或机加工成型，加工简单、方便，而且强度好。

在一些实施例中，水冷板100为一体成型结构，也即，水冷板100整体为一体成型制作而成，并直接在整块水冷板100的内部形成流道101，例如采用陶瓷烧结成型的方式制作水冷板100，并在烧结过程中形成流道101，具体地，可将与流道101形状和尺寸基本相同的石蜡件压入陶瓷模具，然后对压入石蜡件的陶瓷坯体进行高温烧结，将石蜡件熔出，形成内部有流道101的陶瓷水冷板100。

在其他实施例中，水冷板100为分体成型结构，也即，水冷板100由两个陶瓷基板拼接而成。更详细地，水冷板100由第一基板和第二基板拼接而成。其中第一基板的一侧表面上形成有第一沟槽，第一沟槽的形状和大小不限定，第二基板的一侧表面上形成有第二沟槽，第二沟槽的结构优选与第一沟槽的结构相同。当第一基板和第二基板面对面拼接在一起时，第一沟槽与第二沟槽合围形成一个完整的流道101。优选的，第一基板和第二基板以玻璃钎焊的方式封接，焊接效果好。

制作水冷板100的陶瓷材料优选为导热且不导电，同时强度好的材料，包括但不限于氮化铝陶瓷材料或氧化铝陶瓷材料。其中氮化铝和氧化铝都有着较高的导热系数，同时可加工性也好，尤其氧化铝的使用成本更低。当然在其他实施例中，也可选用其他合适的陶瓷材料。

本申请还提供一种PET探测器(正电子发射断层成像，Positron EmissionTomography，简称PET)，原理是将具有正电子发射的同位素标记药物(显像剂)注入人体内，这些药物在参与人体的生理代谢过程中发生湮灭效应，生成2个背对背发射的能量为0.511MeV的γ射线。γ在闪烁体中发生相互作用后，放出大量光子，被后端探测器模块探测，越多的光子被探测，越有利于提升探测器的性能。

请参考图1，该PET探测器包括信号采集模块201和探测器模块202，至于探测器模块202、信号采集模块201如何与其他部件组装以构成该PET探测器，可以采用现有技术，不再详细赘述。其中，探测器模块202接收γ射线而产生光子，对光子进行探测以得到电信号。信号采集模块201与探测器模块202通信连接，用于将模拟电信号转换为数字信号输出。其中图1中箭头用于指示信号采集模块201和探测器模块202需要安装至水冷板100的位置。

本申请还提供一种PET系统，可以是PET-MR系统，即同时具有PET和MR的检查功能，或者PET-CT系统，即同时具有PET和CT的检查功能。该PET系统包括前述PET探测器、信号处理装置和重建装置。所述信号处理装置处理电信号并将符合预设条件的处理结果传输给所述重建装置。所述重建装置对来自信号处理装置的符合预设条件的处理结果进行重建处理，得到重建图像。

请参考图1，探测器模块202和信号采集模块201都需要设置在水冷板100上，由水冷板100承载这些模块，并由水冷板100对这些模块进行散热。其中探测器模块202和信号采集模块201分别设置在水冷板100的相对两侧，例如在图1所示的方位下，信号采集模块201设置在水冷板100的顶部(或称上部或上表面)，探测器模块202设置在水冷板100的底部(或称下部或下表面)。

为了安装信号采集模块201，在水冷板100的一侧设置有若干固定凸台104，固定凸台104的数量不作限制，信号采集模块201和水冷板100通过螺丝插入固定凸台104实现固定连接。通常的，信号采集模块201包括多个信号采集板，每个信号采集板通过固定凸台104固定在水冷板100上。

此外，为了安装探测器模块202，在水冷板100上设置有若干固定孔105，固定孔105为通孔，在固定孔105内插入螺丝将探测器模块202固定在水冷板100上。优选的，水冷板100上设置有若干贯通的避让槽106，用于避让探测器模块202与信号采集模块201的连接器。探测器模块202的数量通常与信号采集板的数量对应，每个信号采集板与对应的一个探测器模块202通过连接器连接。

还应理解，本申请对水冷板100的外形没有特别要求，包括但不限于图示的长条形，还可以是其他规则或不规则的形状。所述“规则形状”通常是指形状对称的图形；“不规则形状”是指形状不对称的图形，如异形。

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 (10)

1.一种用于PET探测器的水冷板，其特征在于，所述水冷板由陶瓷材料制成，且在所述水冷板内设置流道，所述流道以所述水冷板的内表面为流道内壁，所述水冷板上设置进水口和出水口，所述进水口与所述流道的一端连通，所述出水口与所述流道的另一端连通。

2.如权利要求1所述的用于PET探测器的水冷板，其特征在于，所述水冷板为一体成型结构。

3.如权利要求1所述的用于PET探测器的水冷板，其特征在于，所述水冷板为分体成型结构。

4.如权利要求3所述的用于PET探测器的水冷板，其特征在于，所述水冷板为以玻璃钎焊的方式封接形成的结构。

5.如权利要求1所述的用于PET探测器的水冷板，其特征在于，所述水冷板的材料为氮化铝陶瓷材料或氧化铝陶瓷材料。

6.如权利要求1所述的用于PET探测器的水冷板，其特征在于，所述水冷板的一侧设置有若干固定凸台，所述固定凸台用于固定PET探测器的信号采集模块，所述水冷板上设置有若干贯通设置的固定孔，所述固定孔用于固定PET探测器的探测器模块。

7.如权利要求1所述的用于PET探测器的水冷板，其特征在于，所述水冷板上设置有若干贯通的避让槽。

8.如权利要求1所述的用于PET探测器的水冷板，其特征在于，所述进水口和所述出水口相邻设置。

9.一种PET探测器，其特征在于，包括探测器模块、信号采集模块以及如权利要求1-8中任一项所述的用于PET探测器的水冷板，所述探测器模块和所述信号采集模块分别固定设置于所述水冷板的不同侧，且所述探测器模块与所述信号采集模块通信连接。

10.如权利要求9所述的PET探测器，其特征在于，所述信号采集模块包括多个信号采集板，每个信号采集板与对应的一个所述探测器模块通过连接器连接。

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