DE19841423C1 - Strahlendetektor, insbesondere eines Computertomographen - Google Patents

Abstract

Ein solcher Strahlendetektor weist einen Szintillator (102) sowie ein diesem zugeordnetes Photodiodenarray (101) auf, die über eine elektrische Verbindung mit einer Meßelektronik (106) verbunden sind. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Szintillator (102) und dem Photodiodenarray (101) eine transparente Folie (104) mit Leiterbahnen angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlendetektor, aufweisend ei­ nen Szintillator sowie ein Photodiodenarray, wobei eine elek­ trische Verbindung vom Photodiodenarray zu einer Meßelektro­ nik vorgesehen ist.

Ein solcher Strahlendetektor ist aus der DE 197 27 219 A1 be­ kannt. Zur Erläuterung des Gegenstandes der vorliegenden Er­ findung wird nachfolgend auf die Fig. 1 sowie auf die Fig. 2 und 3 des Standes der Technik gemäß der DE 197 27 219 A1 ver­ wiesen.

Der in der Fig. 1 dargestellte Computertomograph weist eine Meßeinheit aus einer Röntgenstrahlenquelle 1, die ein fächer­ förmiges Röntgenstrahlenbündel 2 aussendet, und einem Strah­ lenempfänger 3 auf, welcher aus einer Reihe von Einzeldetek­ toren, z. B. aus 512 Einzeldetektoren, besteht. Der Fokus ist mit 11 bezeichnet. Der zu untersuchende Patient 4 liegt auf einer Patientenliege 5. Zur Abtastung des Patienten 4 wird die Meßeinheit 1, 3 um ein Meßfeld 9, in dem der Patient 4 liegt, um 360° gedreht. Die Drehachse ist mit 10 bezeichnet. Dabei wird die Röntgenstrahlenquelle 1, die von einem Rönt­ gengenerator 6 gespeist wird, gepulst oder mit Dauerstrahlung betrieben. Bei vorbestimmten Winkelpositionen der Meßeinheit 1, 3 werden Sätze von Daten erzeugt, die vom Strahlenempfän­ ger 3 einem Rechner 7 zugeführt werden, welcher aus den er­ zeugten Datensätzen die Schwächungskoeffizienten vorbestimm­ ter Bildpunkte berechnet und auf einem Sichtgerät 8 bildlich wiedergibt. Auf dem Sichtgerät 8 erscheint demgemäß ein Bild der durchstrahlten Schicht des Patienten.

In der Fig. 1 ist noch ein Rahmen 14 gezeigt, auf dem die Röntgenstrahlenquelle 1 und der Strahlenempfänger 3 gelagert sind. Die Drehung des Röntgenstrahlenbündels 2 erfolgt mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung 15 für den Rahmen 14.

In der Fig. 1 ist der Strahlenempfänger 3 nur schematisch dargestellt. Die Fig. 2 und 3 zeigen dessen Aufbau genauer. Aus der Fig. 2 geht hervor, daß eine Anzahl von Einzeldetek­ toren 16 an einem Formteil 17 aus Kunststoff, vorzugsweise einem Spritzgußteil, gehaltert ist, auf dessen Oberfläche auf beiden Seiten Leiterbahnen 18 aufgebracht sind. Es können auch Detektorarrays vorgesehen sein. Auf dem Formteil 17 sind ferner Elektronikteile 19 (z. B. ICs) gehaltert, die mit Hil­ fe der Leiterbahnen 18 elektrisch miteinander verbunden sind. Auch die Einzeldetektoren 16 sind mit den Elektronikteilen 19 mit Hilfe von Leiterbahnen 18 auf dem Formteil 17 elektrisch verbunden. Das Formteil 17 dient demgemäß zur Halterung der Komponenten 16, 19 und zu deren elektrischer Verbindung.

Aus den Fig. 1 und 3 geht hervor, daß der Strahlenempfänger 3 sowohl quer zur Drehachse 10 als auch in deren Richtung in Einzeldetektoren unterteilt ist, so daß die gleichzeitige Ab­ tastung mehrerer Schichten des Patienten 4 ermöglicht ist. Die Einzeldetektoren 16 sind mit Hilfe von Kontaktierungen 20 mit den Leiterbahnen 18 auf dem Formteil 17 verbunden. Vor den Einzeldetektoren 16 liegt ein Szintillator 21 zur Wand­ lung der Röntgenstrahlung in sichtbares Licht, das von den als Halbleiterdetektoren ausgebildeten Einzeldetektoren 16 in entsprechende elektrische Signale gewandelt wird.

Aus der Fig. 2 geht hervor, daß der Strahlenempfänger 3 aus einer Anzahl von Modulen 22 aufgebaut ist, von denen jedes Modul ein Formteil 17 mit den Komponenten 16, 19 aufweist. Pro Modul 22 können dabei beispielsweise sechzehn Einzelde­ tektoren 16 vorgesehen sein, und es kann sich dabei eine Ge­ samtzahl von beispielsweise 512 Einzeldetektoren ergeben ent­ sprechend einer Gesamtzahl von 32 Modulen 22. Die Module 22 können dabei über Kabel 23 elektrisch miteinander verbunden sein, die an angespritzten Steckvorrichtungen 24 angeschlos­ sen sind.

Die Fig. 3, die eine Ansicht in Richtung des Pfeils IPI in Fig. 2 zeigt, zeigt, daß die Formteile 17 gewinkelt sind, wo­ bei die Einzeldetektoren 16 außen auf dem oberen Schenkel und die Elektronikteile 19 im Inneren des Winkels liegen. Ein Teil der Elektronikteile 19 ist dabei auf einem nach innen ragenden Ansatz 25 angeordnet. Der Winkel ist dabei durch ei­ ne Abdeckung 26 verschlossen, so daß sich insgesamt ein im Querschnitt kastenförmiges Profil für die Aufnahme der Elek­ tronikteile 19 ergibt. Eine Trägerplatte 27 trägt die Module 22 mit Hilfe von Rastnasen 28. Ein Paßstift 29 dient zur Aus­ richtung des Formteils 17 auf den Fokus der Röntgenstrah­ lungsquelle 1.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strahlendetektor der ein­ gangs genannten Art so auszuführen, daß insbesondere eine wirtschaftlich günstige Herstellung bei gleichzeitiger, zu­ verlässiger elektrischer Verbindung zwischen den Photodioden und der Meßelektronik bewirkt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Pa­ tentanspruches 1 gelöst. Vorteil der Erfindung ist, daß eine transparente Folie mit Leiterbahnen zwischen dem Szintillator und dem Photodiodenarray zur elektrischen Verbindung des Pho­ todiodenarrays mit einer Meßelektronik angeordnet ist, wo­ durch insbesondere gute elektrische Verbindungen auf einem sehr engen Raum bewirkbar sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die transparente Folie über Kontaktpads mit der Meßelektronik in Verbindung bringbar ist, da somit das Photodiodenarray unabhängig von der Meße­ lektronik elektrisch geprüft werden kann.

Von weiterem Vorteil ist es, wenn die transparente Folie mit den Kontaktpads durch zumindest ein elastisches Andruckele­ ment mit den Kontakten der Meßelektronik in Verbindung bring­ bar ist, da somit ein leichter Austausch des Photodiodenar­ rays sowie der Meßelektronik möglich ist.

Sind Photodiodenarrays in mehreren Zeilen angeordnet, so kön­ nen bei einer einzigen Durchstrahlung eines Untersuchungsob­ jektes mehrere Schichten abgetastet werden. Besonders vor­ teilhaft weist der Szintillator ein Keramiksubstrat auf, ins­ besondere dann, wenn er als szintillierende Keramik ausge­ führt ist und mit besonderem Vorteil dann, Penn dieser szin­ tillierende Keramikträger einzelne Kacheln aufweist, die zu­ mindest in einer Reihe angeordnet sind. Das Übersprechen, d. h., das Übergehen von Licht von einer Kachel zur anderen Kachel wird damit vermindert, wodurch die Auflösung des Strahlendetektors erhöht wird. Um das Übersprechen zu unter­ binden, kann vorteilhaft ein Reflektor zwischen die Kacheln eingebracht werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispie­ les anhand der Zeichnungen in Verbindung mit den Unteransprü­ chen. Es zeigen:

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Strahlendetektor in prinzipi­ eller Darstellung,

Fig. 5 den Strahlendetektor nach Fig. 4 in einer Seitenan­ sicht,

Fig. 6 Kontaktierungspads des Strahlendetektors nach Fig. 4, und

Fig. 7 den Strahlendetektor nach Fig. 4 mit einer Meßelek­ tronik.

In den Figuren ist mit dem Bezugszeichen 101 ein Photodioden­ array gekennzeichnet, das das beim Auftreffen von Strahlung in einem Szintillator 102 erzeugte Licht in elektrische Si­ gnale wandelt. Im Ausführungsbeispiel wird der Szintillator 102 von einem Keramiksubstrat gebildet, welches in Form von einzelnen Kacheln 103 ausgeführt ist. Die einzelnen Kacheln 103 sind zumindest in einer Reihe, vorzugsweise in mehreren Reihen oder Zeilen, angeordnet. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Photodiodenarray 101 und dem Szintillator 102 eine trans­ parente Folie 104 angeordnet, auf der Leiterbahnen 105 ausge­ bildet sind, die die einzelnen Photodioden mit einer in der Fig. 7 nur schematisch dargestellten Meßelektronik 106 ver­ bindet. Die transparente Folie 104 umfaßt im Bereich der Me­ ßelektronik 106 Kontaktpads 107 (Fig. 6), über die die Photo­ dioden mit der Meßelektronik 106 in Verbindung bringbar sind. Damit das Photodiodenarray 101 mit dem Szintillator 102 und der transparenten Folie 104 sowie der Meßelektronik 106 aus­ tauschbar sind, ist die Verbindung - transparente Folie 104 und Meßelektronik 106 - lösbar ausgeführt, wozu beispielswei­ se die transparente Folie 104 mit einer Andruckplatte 108 an die Meßelektronik 104 andrückbar ist. Aus der Fig. 7 ergibt sich, daß das Photodiodenarray 101, der Szintillator 102, die transparente Folie 104 und die Meßelektronik 106 auf einem gemeinsamen, z. B. abgewinkelten Träger 109 angeordnet sind. Jeder dementsprechend ausgeführte Träger 109 bildet zumindest einen Detektorkanal eines Strahlendetektors, der jedoch übli­ cherweise von mehreren aneinandergereihten Detektorkanälen gebildet wird.

Claims (7)

1. Strahlendetektor, insbesondere eines Computertomographen, aufweisend einen Szintillator (102) sowie ein Photodiodenar­ ray (101), wobei zur elektrischen Verbindung des Photodiodenarrays (101) mit einer Meßelektronik (106) zwischen dem Szintillator (102) und dem Photodiodenarray (101) eine transparente Folie (104) mit Leiterbahnen (105) angeordnet ist.

2. Strahlendetektor nach Anspruch 1, wobei die transparente Folie (104) über Kontaktpads (107) mit der Meßelektronik (106) in Verbindung bringbar ist.

3. Strahlendetektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die transparente Folie (104) mit den Kontaktpads (107) durch zumindest ein elastisches Andruckelement (108) mit Kon­ takten der Meßelektronik (106) in Verbindung bringbar ist.

4. Strahlendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Photodioden des Photodiodenarrays (101) in mehreren Zeilen angeordnet sind.

5. Strahlendetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Szintillator (102) ein Keramiksubstrat aufweist.

6. Strahlendetektor nach Anspruch 5, wobei der Szintillator (102) aus einer szintillierenden Kera­ mik besteht.

7. Strahlendetektor nach Anspruch 6, wobei die szintillierende Keramik einzelne Kacheln (103) auf­ weist, die in zumindest einer Zeile angeordnet sind.