DE102005045901A1

DE102005045901A1 - Flachbilddetektor zur Aufnahme von digitalen Röntgenbildern

Info

Publication number: DE102005045901A1
Application number: DE102005045901A
Authority: DE
Inventors: Martin Dr. Spahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2005-09-26
Publication date: 2007-04-05
Also published as: US20070072445A1

Abstract

Um eine möglichst hohe mechanische Stabilität gegen Stöße und Verbiegungen zu gewährleisten, ist bei einem Flachbilddetektor (1; 20) zur Aufnahme von digitalen Röntgenbildern mit einer Konverterschicht, einer aktiven Pixelmatrix (3) aus Pixel-Ausleseeinheiten und einer Elektronikplatine vorgesehen, dass die Elektronikplatine in wenigstens zwei Platinen-Module (11) unterteilt ist und dass die jeweilige Grundfläche der Platinen-Module (11) wesentlich kleiner als die Grundfläche der Elektronikplatine ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flachbilddetektor zur Aufnahme von digitalen Röntgenbildern gemäß dem Patentanspruch 1.

Seit einigen Jahren finden Flachbilddetektoren für die digitale Röntgenbildgebung Anwendung. Solche Detektoren basieren auf einer aktiven Auslesematrix z.B. aus amorphem Silizium (a-Si), der eine Direktkonverterschicht oder eine Szintillatorschicht vorgeschichtet ist. Die auftreffende Röntgenstrahlung wird direkt in der Direktkonverterschicht oder indirekt über eine Lichterzeugung in der Szintillatorschicht in elektrische Ladung umgewandelt. Die Auslesematrix, welche im Allgemeinen auf einem Glassubstrat angeordnet und in eine Vielzahl von Pixel-Ausleseeinheiten unterteilt ist, speichert die elektrische Ladung ortsaufgelöst. Zum technischen Hintergrund eines Flachbilddetektors wird auch auf M. Spahn et al., "Flachbilddetektoren in der Röntgendiagnostik", Der Radiologe 43 (2003), Seiten 340 bis 350, verwiesen.

In diesem Zusammenhang sind auch portable Flachbilddetektoren bekannt, die mobil eingesetzt werden können und mittels einer Kabelverbindung oder einer kabellosen Verbindung mit beliebigen Röntgensystemen zum Zwecke der Datenübertragung und Energieversorgung verbunden werden können. Besonders wichtig für derartige portable Flachbilddetektoren sind ein möglichst geringes Gewicht, ein Format, das so wenig wie möglich das Format der aktiven Fläche überschreitet und eine möglichst geringe Dicke. Letztere Bedingungen führen jedoch zu einer erhöhten Stoß-, Bruch- und Schockempfindlichkeit. Speziell das so genannte Elektronik-Board, auch Elektronikplatine genannt, ist gegenüber Verbiegungen oder Verwindungen äußerst empfindlich, da auf der Elektronikplatine angeordnete Zuleitungen (multi-layer PCBs) oder andere Elektronikbauteile leicht brechen können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Flachbilddetektor vorzusehen, der bei geringen Außenmaßen und geringem Gewicht eine möglichst hohe mechanische Stabilität, zum Beispiel gegen Stöße und Verbiegen, aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Flachbilddetektor zur Aufnahme von digitalen Röntgenbildern gemäß dem Patentanspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Flachbilddetektor mit einer in zumindest zwei Platinen-Module unterteilten Elektronikplatine sind dadurch, dass die Grundflächen der Platinen-Module wesentlich kleiner als die Grundfläche der Elektronikplatine sind, die Durchbiege-Radien der einzelnen Platinen-Module deutlich geringer als der Durchbiege-Radius der einzelnen, flächenmäßig größeren Elektronikplatine, so dass es auch ohne eine Vergrößerung der Außenmaße oder des Gewichts des Flachbilddetektors bei Stößen und Verbiegungen deutlich seltener zu Brüchen in den Zuleitungen oder Beschädigungen bei den Elektronikbauteilen kommt. Durch die Verwendung von Platinenmodulen ist außerdem ein Austausch von beschädigten Elektronikbauteilen einfacher, kostengünstiger und mit weniger Aufwand möglich.

In vorteilhafter Weise für eine zusätzliche Flexibilität und eine besonders hohe Stabilität der Elektronikplatine des Flachbilddetektors sind zumindest zwei Platinen-Module mittels flexibler Leitungen untereinander verbunden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind den verschiedenen Platinen-Modulen jeweils verschiedene spezifische Funktionen zugeordnet. Dadurch ist eine einfache Einteilung in logische Einheiten möglich und ein Austausch von Bauteilen oder Platinen-Modulen, zum Beispiel zu Wartungszwecken, wird erleichtert.

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung bilden ein erstes Platinen-Modul eine Analog-Elektronik-Einheit, ein zweites Platinen-Modul eine Digital-Elektronik-Einheit, ein weiteres Platinen-Modul eine Kommunikations-Elektronik-Einheit und noch ein weiteres Platinen-Modul eine Ansteuer- und Auslese-Elektronik-Einheit.

Eine besonders vorteilhafte Einsatzmöglichkeit der Erfindung ist bei einem mobilen, insbesondere kabellosen, Flachbilddetektor gegeben, da hier besonders häufig die Gefahr eines Herunterfallens oder Anstoßens des Flachbilddetektors besteht.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im Folgenden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, ohne dass dadurch eine Beschränkung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele erfolgt; es zeigen:
1 einen seitlichen Schnitt durch einen Flachbilddetektor nach dem Stand der Technik;
2 einen seitlichen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Flachbilddetektor mit einer in Platinenmodule unterteilten Elektronikplatine;
3 eine Draufsicht auf einen Schnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Flachbilddetektor mit einer in Platinenmodule unterteilten Elektronikplatine mit jeweils verschiedenen Funktionen.
1 zeigt einen von einem Gehäuse 17 eingefassten Flachbilddetektor 10 nach dem Stand der Technik mit einer einstückigen, sich über im Wesentlichen die gesamte Fläche des Flachbilddetektors 10 erstreckenden Elektronikplatine 5. Der Flachbilddetektor 10 weist außerdem eine Szintillatorschicht 2 zur Umwandlung von einer Röntgenstrahlung R in Licht, eine auf einem Glassubstrat 4 angeordnete aktive Matrix 3 aus Pi xel-Ausleseeinheiten, einen Akkumulator 6 und eine kabellose Datenübertragungseinheit 7 auf.
Auf der Elektronikplatine 5 ist dabei die gesamte Elektronik aller einzelnen Bauteile angeordnet, zum Beispiel befindet sich hierauf eine Analog-Elektronik, eine Digital-Elektronik und eine Kommunikationselektronik. Die übrigen Bauteile des Flachbilddetektor 10 sind aus diesem Grund auch mit der Elektronikplatine 5 über Verbindungsleitungen verbunden, zum Beispiel weist die aktive Matrix 3 mehrere Verbindungsleitungen mit Chips 9 zu der Elektronikplatine 5 auf.
Zur Abstützung der sehr bruchempfindlichen Elektronikplatine 5 gegen Stöße und weitere mechanische Belastungen sind zwischen der Elektronikplatine 5 und dem Gehäuse 17 Stabilisierungsstege 8 aus einem stabilen, bruchunempfindlichen Material angebracht. Dennoch kommt es bei kleinsten Verbiegungen der Elektronikplatine 5 durch Stoß- oder Schockbelastungen sehr leicht zu Brüchen von auf der Elektronikplatine 5 befindlichen Zuleitungen und elektronischen Bauteilen.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Flachbilddetektor 1, der zur besseren mechanischen Stabilisierung eine Elektronikplatine aufweist, welche in mehrere einzelne Platinen-Module 11 unterteilt ist. Die Platinen-Module 11 sind durch flexible elektrische Verbindungen 12 untereinander verbunden. Zusätzlich sind weitere Stabilisierungsstege 8 zwischen den Platinen-Modulen 11 und dem Gehäuse 17 bzw. zwischen dem Substrat 4 und dem Gehäuse 17 angebracht.
Die einzelnen Grundflächen der Platinen-Module 11 sind jeweils wesentlich kleiner als die Grundfläche des erfindungsgemäßen Flachbilddetektors 1. Unter wesentlich kleiner ist hierbei zu verstehen, dass die einzelnen Platinen-Module eine Grundfläche von maximal 60% der Grundfläche der gesamten Elektronikplatine aufweisen. Dadurch sind bei Stoß- und Schockeinwirkung auf den erfindungsgemäßen Flachbilddetektors 1 bei dessen Verformung die Durchbiege-Radien der einzelnen Elektronikplatine-Module 11 deutlich geringer als der Durchbiege-Radius einer einzelnen, flächenmäßig größeren Elektronikplatine 5; so kommt es deutlich seltener zu Brüchen in den Zuleitungen.
3 zeigt eine Draufsicht auf einen Schnitt durch einen weiteren erfindungsgemäßen Flachbilddetektor 20. Der weitere erfindungsgemäße Flachbilddetektor 20 weist eine Vielzahl von Platinen-Modulen 11 auf, welche zum Beispiel nebeneinander angeordnet sind. In vorteilhafter Weise ist ein erstes Platinen-Modul 13 aus einer Analog-Elektronik-Einheit, ein zweites Platinen-Modul 14 aus einer Digital-Elektronik-Einheit und ein drittes Platinen-Modul 15 aus einer Kommunikations-Elektronik-Einheit gebildet. Weitere Platinen-Module 11, zum Beispiel ein viertes Platinen-Modul 16 können weitere Funktionen übernehmen, zum Beispiel eine Steuerung und Regelung einer Spannungsversorgung oder eine Bildverarbeitung.
Neben einer Unterscheidung der Platinen-Module 11 in spezifische Funktionen ist auch eine beliebige Unterteilung in einzelne Platinen-Module 11 möglich. Die Platinen-Module 11 können in Richtung der Röntgenstrahlung nebeneinander – wie in 2 und 3 gezeigt – oder auch untereinander angeordnet sein.
Die Erfindung lässt sich folgendermaßen kurz zusammenfassen: Um eine möglichst hohe mechanische Stabilität gegen Stöße und Verbiegungen zu gewährleisten ist bei einem Flachbilddetektor zur Aufnahme von digitalen Röntgenbildern mit einer Konverterschicht, einer aktiven Pixelmatrix aus Pixel-Ausleseeinheiten und einer Elektronikplatine vorgesehen, dass die Elektronikplatine in wenigstens zwei Platinen-Module unterteilt ist, und dass die jeweilige Grundfläche der Platinen-Module wesentlich kleiner als die Grundfläche der Elektronikplatine ist.

Claims

Flachbilddetektor zur Aufnahme von digitalen Röntgenbildern mit einer Konverterschicht, einer aktiven Pixelmatrix (3) aus Pixel-Ausleseeinheiten und einer Elektronikplatine mit elektronischen Bauelementen zur Steuerung und Regelung von Komponenten des Flachbilddetektors, wobei die Elektronikplatine in wenigstens zwei Platinen-Module (11) unterteilt ist, deren jeweilige Grundfläche wesentlich kleiner als die Grundfläche der Elektronikplatine ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei wenigstens zwei Platinen-Module (11) mittels flexibler Leitungen (12) untereinander verbunden sind.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei der Flachbilddetektor (1; 20) als mobiler, insbesondere kabelloser, Flachbilddetektor (1; 20) ausgebildet ist.
Flachbilddetektor nach Anspruch 1, wobei den Platinen-Modulen (11) verschiedene spezifische Funktionen zugeordnet sind.
Flachbilddetektor nach Anspruch 4, wobei ein erstes Platinen-Modul (13) eine Analog-Elektronik-Einheit bildet.
Flachbilddetektor nach Anspruch 4, wobei ein zweites Platinen-Modul (14) eine Digital-Elektronik-Einheit bildet.
Flachbilddetektor nach Anspruch 4, wobei ein weiteres Platinen-Modul eine Kommunikations-Elektronik-Einheit bildet.
Flachbilddetektor nach Anspruch 4, wobei ein weiteres Platinen-Modul eine Ansteuer- und Auslese-Elektronik-Einheit bildet.