DE10135288B4 - Detector module for an X-ray CT scanner - Google Patents

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Abstract

Detektormodul für einen Röntgen-Computertomographen, wobei auf einer Vorderseite einer Leiterplatte (6) ein eine Vielzahl von Sensorelementen (7) aufweisendes Sensorarray montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Sensorarray abgewandten Rückseite der Leiterplatte (6) gegenüberliegend zum Sensorarray ein Heizelement (3) vorgesehen ist, wobei das Heizelement (3) eine Folie (15) mit einem darauf aufgebrachten metallischen Leiter (16) aufweist, und wobei die Folie (15) auf eine Metallplatte (12) aufgeklebt ist, welche mit ihrer der Folie (15) abgewandten Seite auf die Rückseite der Leiterplatte (6) aufgeklebt ist.detector module for one X-ray computed tomography, wherein on a front side of a printed circuit board (6) one of a plurality of sensor elements (7) exhibiting sensor array is mounted, characterized characterized in that on the side facing away from the sensor array back the circuit board (6) opposite to the sensor array, a heating element (3) is provided, wherein the heating element (3) a foil (15) with a metallic one applied thereto Conductor (16), and wherein the film (15) on a metal plate (12) is glued, which with their the film (15) facing away Side on the back the circuit board (6) is glued.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Detektormodul für einen Röntgen-Computertomographen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und dessen Verwendung in einem Detektor für einen Röntgen-Computertomographen.The The invention relates to a detector module for an X-ray CT according to the preamble of claim 1 and its use in a detector for a X-ray computed tomography.

Ein derartiges Detektormodul ist beispielsweise aus der DE 199 49 792 A1 bekannt. Das bekannte Detektormodul ist mit einem Temperatursensor versehen. Anhand einer mit dem Temperatursensor gemessen Temperatur wird ein Korrekturfaktor ermittelt. Auf der Grundlage des Korrekturfaktors werden vom Detektormodul gelieferte Messergebnisse korrigiertSuch a detector module is for example from the DE 199 49 792 A1 known. The known detector module is provided with a temperature sensor. Based on a temperature measured with the temperature sensor, a correction factor is determined. Based on the correction factor, measurement results provided by the detector module are corrected

Die DE 197 03 359 A1 betrifft ein Verfahren zur Temperaturkompensation bei Messsystemen. Dabei wird eine temperaturempfindliche Komponente oder ein benachbartes Bauteil derart betrieben, dass auch ohne zusätzliche Heizeinrichtung eine Temperaturkompensation erfolgen kann.The DE 197 03 359 A1 relates to a method for temperature compensation in measuring systems. In this case, a temperature-sensitive component or an adjacent component is operated in such a way that a temperature compensation can take place even without an additional heating device.

Die DE 197 27 972 A1 DE betrifft ein Halbleitersubstrat mit einer temperaturstabilisierbaren elektronischen Schaltung. In einem Abstand von der zu beheizenden elektronischen Schaltung ist eine Heizung angeordnet.The DE 197 27 972 A1 DE relates to a semiconductor substrate with a temperature-stabilized electronic circuit. At a distance from the electronic circuit to be heated, a heater is arranged.

Aus der DE 195 02 574 A1 ist ein Detektor mit mehreren parallelen Detektorzeilen bekannt, die in Richtung der Achse eines zu durchstrahlenden Objekts, z.B. eines Patienten, verlaufen. Mehrere Detektorzeilen können als Montageeinheit bzw, als Detektormodul ausgeführt sein. Dabei ist auf einer Leiterplatte ein aus einer Vielzahl von Sensorelementen gebildetes Sensorarray aufgenommen. Die Leiterplatte ist über einen flexiblen Abschnitt mit einer weiteren Leiterplatte verbunden, auf der ein Stecker zur Verbindung mit einer nachgeschalteten Auswerteelektronik montiert ist.From the DE 195 02 574 A1 For example, a detector with a plurality of parallel detector rows is known, which run in the direction of the axis of an object to be irradiated, for example a patient. Several detector lines can be designed as a mounting unit or as a detector module. In this case, a sensor array formed from a multiplicity of sensor elements is accommodated on a printed circuit board. The printed circuit board is connected via a flexible section to another printed circuit board on which a plug is mounted for connection to downstream evaluation electronics.

Die Sensorelemente weisen geringfügig unterschiedliche Eigenschaften auf. Zur Vermeidung von Bildartefakten ist es not wendig, jedes Sensorelement zu kalibrieren. Dazu können mittels besonderer Messeinrichtungen Kalibriertabellen erstellt werden. Die Kalibriertabellen enthalten z.B. Informationen über das Temperaturverhalten, das Strahlungsdriftverhalten, die relative Signalstärke, das Nachleuchtverhalten, die Ortsabhängigkeit der Signalstärke, das spektrale Verhalten oder defekte Sensorelemente.The Sensor elements are slightly different properties. To avoid image artifacts it is necessary to calibrate each sensor element. These can by means of special measuring equipment calibration tables are created. The Calibration tables contain e.g. Information about the temperature behavior, the radiation drift behavior, the relative signal strength, the Afterglow behavior, the location dependency the signal strength, the spectral behavior or defective sensor elements.

Die Erstellung derartiger Kalibriertabellen ist äußert zeitaufwendig und kostenintensiv. Dazu ist es unter anderem erforderlich, die Detektormodule in eine besondere Heizvorrichtung einzubringen und anschließend bei vorgegebenen Temperaturen die entsprechenden Kalibrierdaten zu ermitteln.The Creation of such calibration tables is extremely time consuming and costly. This requires, among other things, the detector modules in one bring special heater and then at predetermined temperatures to determine the appropriate calibration data.

Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung von Bildartefakten besteht darin, den Detektor mittels einer Heizeinrichtung auf einer konstanten Temperatur zu halten. Aus der US 5,799,057 ist ein Detektor bekannt, bei dem das Detektorgehäuse mittels einer Heizeinrichtung beheizbar ist. Das Detektorgehäuse weist üblicherweise einen nicht einheitlichen Temperaturabfluss auf. Eine konstante Temperatur über sämtliche Sensorelemente kann nicht gewährleistet werden. Beim Ausfall eines oder mehrerer Sensorelemente ist es erforderlich, den gesamten Detektor auszutauschen.Another way to avoid image artifacts is to keep the detector by means of a heater at a constant temperature. From the US 5,799,057 a detector is known in which the detector housing can be heated by means of a heating device. The detector housing usually has a non-uniform temperature outflow. A constant temperature over all sensor elements can not be guaranteed. When one or more sensor elements fail, it is necessary to replace the entire detector.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein Detektormodul angegeben werden, mit dem kostengünstig ein Detektor verbesserter Qualität herstellbar ist.task The invention is to the disadvantages of the prior art remove. In particular, a detector module should be specified, with the inexpensive a detector of improved quality can be produced.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 8.These The object is solved by the features of claims 1 and 9. Advantageous embodiments arise from the features of claims 2 to 8.

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, dass auf der dem Sensorarray abgewandten Rückseite der Leiterplatte gegenüberliegend zum Sensorarray ein Heizelement vorgesehen ist, wobei das Heizelement eine Folie mit einem darauf aufgebrachten metallischen Leiter aufweist, und wobei die Folie auf eine Me tallplatte aufgeklebt ist, welche mit ihrer der Folie abgewandten Seite auf die Rückseite der Leiterplatte aufgeklebt ist. – Das ermöglicht eine schnelle, energiesparende und einfache Einstellung der Temperatur des Sensorarrays. Es muss nicht mehr das gesamte Gehäuse des Detektors mit einer unnötig hohen elektrischen Leistung aufgeheizt werden. Die gewünschte Temperatur kann schneller erreicht werden. Ferner ist es möglich, einen durch unterschiedliche Wärmeabflüsse bedingten Temperaturgradienten über dem Detektorgehäuse zu kompensieren.To proviso The invention provides that on the side facing away from the sensor array back opposite the circuit board to the sensor array, a heating element is provided, wherein the heating element has a foil with a metallic conductor applied thereto, and wherein the film is glued to a Me tallplatte, which glued with their side facing away from the film on the back of the circuit board is. - The allows a fast, energy-saving and easy temperature setting of the sensor array. It no longer needs the entire case of the Detector with an unnecessary high electric power to be heated. The desired temperature can be reached faster. Furthermore, it is possible by a different Heat drains caused Temperature gradient over the detector housing to compensate.

Das Heizelement ist gegenüberliegend zum Sensorarray angebracht. Das ermöglicht einen besonders effektiven Wärmeübergang auf das Sensorarray.The Heating element is opposite attached to the sensor array. This allows a particularly effective Heat transfer on the sensor array.

Das Heizelement weist eine Folie mit einem darauf angebrachten metallischen Leiter auf. Bei dem metallischen Leiter handelt es sich zweckmäßigerweise um ein Material mit einem relativ hohen Widerstand. Anstelle des metallischen Leiters können auch andere geeignete Widerstandsmaterialien verwendet werden. Das Heizelement kann ferner mit einem Temperatursensor versehen sein. Dabei kann es sich um ein Thermoelement handeln. Das Thermoelement kann zur Regelung der Temperatur mit einer nachgeschalteten Regeleinrichtung verbunden sein. Eine vom metallischen Leiter eingenommene Fläche entspricht etwa der vom Sensorarray überdeckten Fläche. Der metallische Leiter ist vorteilhafterweise mäanderförmig ausgebildet, wobei die Fläche möglichst gleichmäßig mit dem metallischen Leiter ausgefüllt ist. Die Folie ist auf eine, vorzugsweise aus Aluminium hergestellte, Metallplatte aufgeklebt. Die Metallplatte ist mit der der Folie abgewandten Seite auf die Rückseite der Leiterplatte aufgeklebt. Die Zwischenschaltung einer Metallplatte zwischen Folie und Leiterplatte trägt zu einem besonders gleichförmigen Temperaturfluss auf das Sensorarray bei. Durch eine Regelung verursachte Temperaturschwankungen werden durch die Metallplatte gedämpft.The heating element has a foil with a metallic conductor mounted thereon. The metallic conductor is expediently a material with a relatively high resistance. Instead of the metallic conductor, other suitable resistance materials may be used. The heating element may further with egg Be provided with a temperature sensor. This can be a thermocouple. The thermocouple can be connected to control the temperature with a downstream control device. A surface occupied by the metallic conductor corresponds approximately to the area covered by the sensor array. The metallic conductor is advantageously formed meander-shaped, wherein the surface is filled as evenly as possible with the metallic conductor. The film is glued to a, preferably made of aluminum, metal plate. The metal plate is glued to the side facing away from the film on the back of the circuit board. The interposition of a metal plate between the film and printed circuit board contributes to a particularly uniform temperature flow to the sensor array. Temperature fluctuations caused by a control are damped by the metal plate.

Nach einer weiteren Ausgestaltung sind zwei die Leiter- und die Metallplatte durchgreifende Durchbrüche zum Durchführen von Befestigungsmitteln vorgesehen, das ermöglicht eine einfache Befestigung des Detektormoduls. Die Befestigungsmittel, z.B. Schrauben, wirken auf die eine hohe Festigkeit aufweisende Metallplatte; es kann eine dauerhafte und zuverlässige Befestigung des Detektormoduls erreicht werden.To In another embodiment, two are the conductor and the metal plate thorough breakthroughs to perform Fastening provided, which allows easy attachment of the detector module. The fastening means, e.g. Screws, act on the high strength metal plate; it can be one durable and reliable Attachment of the detector module can be achieved.

Zweckmäßigerweise ist der metallische Leiter über ein Kabel mit einem, vorzugsweise eine Rastnase aufweisenden, Stecker verbunden. Das ermöglicht einen einfachen Anschluss des metallischen Leiters an einen geeigneten Bus. Die Rastnase wirkt einem unbeabsichtigten Lösen des Steckers entgegen.Conveniently, is the metallic conductor over a cable with a, preferably a detent having, plug connected. This allows a simple connection of the metallic conductor to a suitable Bus. The detent counteracts unintentional release of the plug.

Das Sensorarray kann ferner ein Photodiodenarray aufweisen, wobei zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Photodiodenarray vorgesehene Leiterbahnen in einer, von der Leiterplatte sich erstreckenden flexiblen Schichtanordnung geführt und mit einem am freien Ende der Schichtanordnung montierten weiteren Stecker verbunden sind. Die vorgeschlagene Anordnung ermöglicht eine einfache Montage des Detektormoduls sowie eine einfache Herstellung einer elektrischen Verbindung des Photodiodenarrays mit einer nachgeschalteten Auswerteelektronik.The Sensor array may further comprise a photodiode array, wherein the Making an electrical connection with the photodiode array provided Tracks in a, of the circuit board extending flexible Layer arrangement led and with a further mounted at the free end of the layer assembly Plug are connected. The proposed arrangement allows a simple Assembly of the detector module and a simple production of a electrical connection of the photodiode array with a downstream evaluation.

Nach weiterer Maßgabe der Erfindung ist eine Verwendung des erfindungsgemäßen Detektormoduls in einem Detektor für einen Röntgen-Computertomographen vorgesehen.To further requirement The invention is a use of the detector module according to the invention in a detector for an X-ray computer tomograph intended.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenOne embodiment The invention will be explained in more detail with reference to the drawing. It demonstrate

1 eine perspektivische Ansicht eines Detektors, 1 a perspective view of a detector,

2 eine Draufsicht auf ein Detektormodul, 2 a top view of a detector module,

3 eine Seitenansicht des Detektormoduls gemäß 2, 3 a side view of the detector module according to 2 .

4 eine Untersicht des Detektormoduls gemäß 2, 4 a bottom view of the detector module according to 2 .

5 eine Detailansicht gemäß 3, 5 a detailed view according 3 .

6 ein erste perspektivische Ansicht des Detektormoduls gemäß 2, 6 a first perspective view of the detector module according to 2 .

7 eine zweite perspektivische Ansicht des Detektormoduls gemäß 2 und 7 a second perspective view of the detector module according to 2 and

8 eine Draufsicht auf eine Folie mit metallischem Leiter. 8th a plan view of a foil with a metallic conductor.

In der 1 ist ein Detektor für einen Röntgen-Computertomographen gezeigt. An ein Gehäuse 1 sind eine Vielzahl von Detektormodulen 2 montiert. Von einem Heizelement 3 erstreckt sich ein Kabel 4a, welches mittels eines Steckers 4 mit einem Bus 5 verbunden ist.In the 1 a detector for an X-ray computed tomography is shown. To a housing 1 are a variety of detector modules 2 assembled. From a heating element 3 extends a cable 4a which by means of a plug 4 with a bus 5 connected is.

Der Aufbau des Detektormoduls 2 ist in den 2 bis 6 nochmals im Detail gezeigt. Ein auf einer Vorderseite einer Leiterplatte 6 vorgesehenes Sensorarray weist eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Sensorelemente 7 auf, die vorzugsweise aus einer Szintillatorkeramik bestehen. Die Sensorelemente 7 sind auf ein Photodiodenarray 8 aufgeklebt. Die zur elektrischen Verbindung mit dem Photodiodenarray 8 erforderlichen Leiter bzw. Leiterbahnen sind in einem von der Leiterplatte 6 sich erstreckenden flexiblen Abschnitt 9 geführt, an dessen Ende ein weiterer Stecker 10 zur Verbindung mit einer nachgeschalteten Auswerteelektronik montiert ist. Der flexible Abschnitt 9 kann aus mehreren Schichten bestehen. Es kann sich um aus Polyimid hergestellte Folien handeln, zwischen denen Leiterbahnen aufgenommen sind. Eine Verriegelung 11 gewährleistet, dass der weitere Stecker 10 sich nicht löst.The structure of the detector module 2 is in the 2 to 6 shown again in detail. One on a front of a circuit board 6 provided sensor array has a plurality of juxtaposed sensor elements 7 on, which preferably consist of a scintillator ceramic. The sensor elements 7 are on a photodiode array 8th glued. The for electrical connection with the photodiode array 8th required conductors or conductors are in one of the circuit board 6 extending flexible section 9 led, at the end of another plug 10 is mounted for connection to a downstream evaluation. The flexible section 9 can consist of several layers. It may be made of polyimide films, between which tracks are added. A lock 11 ensures that the other plug 10 does not dissolve.

Auf der Rückseite der Leiterplatte 6 ist in gegenüberliegender Anordnung zum Sensorarray eine Metallplatte 12 aufgeklebt. Die Metallplatte 12 ist zweckmäßigerweise aus Aluminium hergestellt. In von der Metallplatte 12 sich beidseits erstreckenden Fortsätzen 13 sind Durchbrüche 14 vorgesehen, welche auch die Leiterplatte 6 durchgreifen. Auf der Metallplatte 12 ist eine Folie 15 aufgeklebt, welche die mäanderförmig ausgebildeten Leiterbahnen 16 trägt. Zum Aufkleben der Folie kann ein herkömmlicher Klebstoff oder auch eine doppelseitige Klebefolie verwendet werden. Die Folie 15 ist zweckmäßigerweise aus Polyimid hergestellt. Die Leiterbahnen 16 sind über das Kabel 4a mit dem Stecker 4 verbunden. Die Leiterbahnen 16 sind aus einem Metall mit einem hohen Widerstand, z.B. Konstantan oder dgl., hergestellt, welches zu Heizzwecken geeignet ist. Das Heizelement 3 ist so ausgelegt, dass damit das Sensorarray konstant auf einer Temperatur von etwa 30° C bis 35° C gehalten werden kann.On the back of the circuit board 6 is a metal plate in the opposite arrangement to the sensor array 12 glued. The metal plate 12 is suitably made of aluminum. In from the metal plate 12 on both sides extending extensions 13 are breakthroughs 14 provided, which includes the circuit board 6 succeed. On the metal plate 12 is a foil 15 glued, which the meandering conductor tracks 16 wearing. To stick the film, a conventional adhesive or even a double-sided adhesive film can be used. The foil 15 is suitably made of polyimide. The tracks 16 are over the cable 4a with the plug 4 connected. The tracks 16 are made of a metal having a high resistance, eg, constantan or the like, which is suitable for heating purposes. The heating element 3 is designed so that the sensor array can be kept constant at a temperature of about 30 ° C to 35 ° C.

Claims (9)

Detektormodul für einen Röntgen-Computertomographen, wobei auf einer Vorderseite einer Leiterplatte (6) ein eine Vielzahl von Sensorelementen (7) aufweisendes Sensorarray montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Sensorarray abgewandten Rückseite der Leiterplatte (6) gegenüberliegend zum Sensorarray ein Heizelement (3) vorgesehen ist, wobei das Heizelement (3) eine Folie (15) mit einem darauf aufgebrachten metallischen Leiter (16) aufweist, und wobei die Folie (15) auf eine Metallplatte (12) aufgeklebt ist, welche mit ihrer der Folie (15) abgewandten Seite auf die Rückseite der Leiterplatte (6) aufgeklebt ist.Detector module for an X-ray CT scanner, wherein on a front side of a printed circuit board ( 6 ) a plurality of sensor elements ( 7 ) is mounted sensor array, characterized in that on the side facing away from the sensor array back of the circuit board ( 6 ) opposite the sensor array a heating element ( 3 ) is provided, wherein the heating element ( 3 ) a film ( 15 ) with a metallic conductor ( 16 ), and wherein the film ( 15 ) on a metal plate ( 12 ), which with its the film ( 15 ) facing away from the back of the circuit board ( 6 ) is glued. Detektormodul nach Anspruch 1, wobei das Heizelement (3) mit einem Temperatursensor versehen ist.Detector module according to claim 1, wherein the heating element ( 3 ) is provided with a temperature sensor. Detektormodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine vom metallischen Leiter (16) eingenommene Fläche etwa der vom Sensorarray überdeckten Fläche entspricht.Detector module according to one of the preceding claims, one of the metallic conductors ( 16 ) occupied area corresponds approximately to the surface covered by the sensor array. Detektormodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metallplatte (12) aus Aluminium hergestellt ist.Detector module according to one of the preceding claims, wherein the metal plate ( 12 ) is made of aluminum. Detektormodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei die Leiter- (6) und die Metallplatte (12) durchgreifende Durchbrüche (14) zum Durchführen von Befestigungsmitteln vorgesehen sind.Detector module according to one of the preceding claims, wherein two of the conductor ( 6 ) and the metal plate ( 12 ) breakthroughs ( 14 ) are provided for performing fastening means. Detektormodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der metallische Leiter (16) über ein Kabel (4a) mit einem Stecker (4) verbunden ist.Detector module according to one of the preceding claims, wherein the metallic conductor ( 16 ) via a cable ( 4a ) with a plug ( 4 ) connected is. Detektormodul nach Anspruch 6, wobei der Stecker (4) eine Rastnase aufweist.A detector module according to claim 6, wherein the plug ( 4 ) has a latching nose. Detektormodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sensorarray ein Photodiodenarray (8) aufweist, und wobei zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem Photodiodenarray (8) vorgesehene Leiterbahnen in einer von der Leiterplatte (6) sich erstreckenden flexiblen Schichtanordnung (9) geführt und mit einem am freien Ende der Schichtanordnung (9) montierten weiteren Stecker (4) verbunden sind.A detector module according to any one of the preceding claims, wherein the sensor array comprises a photodiode array ( 8th ), and wherein for establishing an electrical connection with the photodiode array ( 8th ) provided conductor tracks in one of the circuit board ( 6 ) extending flexible layer arrangement ( 9 ) and with one at the free end of the layer arrangement ( 9 ) mounted another plug ( 4 ) are connected. Verwendung eines Detektormoduls (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Detektor für einen Röntgen-Computertomographen.Use of a detector module ( 2 ) according to one of the preceding claims in a detector for an X-ray CT scanner.
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