X射線探測器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種X射線探測器(2)，尤其是用于計算機斷層成像的X射線探測器(2)，包括多個在堆疊方向(6)上并排布置的探測器模塊(8)，該探測器模塊(8)帶有在運行中朝向X射線輻射源(4)的前側(cè)(12)，且?guī)в信c前側(cè)(12)對置的背側(cè)(14)，其中，為屏蔽在運行中通過兩個相鄰的探測器模塊(8)之間的安裝間隙(28)透過的X射線輻射，在兩個相鄰的探測器模塊(8)的背側(cè)(14)上定位有吸收元件(32)。
【專利說明】X射線探測器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種X射線探測器，尤其是用于計算機斷層成像的X射線探測器，所述X射線探測器包括多個在堆疊方向上并列布置的探測器模塊，所述X射線探測器帶有在運行中朝向X射線輻射源的前側(cè)，且?guī)в信c前側(cè)對置的背側(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]帶有大的探測器面積以用于通過測量技術(shù)記錄X射線輻射的X射線探測器經(jīng)常具有模塊化結(jié)構(gòu)。在此，典型地相同地構(gòu)造的且分別具有多個測量單元以用于測量技術(shù)上記錄X射線的單獨的模塊固定在模塊支架上，且以此方式規(guī)則地布置。然后，所有模塊的測量單元類似于馬賽克的元素形成探測面，使得在共同分析所有的測量單元的測量信號時，可超過很大的面積地通過測量技術(shù)記錄X射線輻射。此模塊化地構(gòu)建的X射線探測器例如在本 申請人:的先前的專利DE102009022264B3中描述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]由此出發(fā)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于給出一種改進的X射線探測器。
[0004]此技術(shù)問題根據(jù)本發(fā)明通過一種X射線探測器解決。X射線探測器尤其是提供為使用在計算機斷層成像中，且包括模塊支架以及多個在堆疊方向上并排布置的探測器模塊，所述X射線探測器帶有在運行中朝向X射線輻射源的前側(cè)，且?guī)в信c前側(cè)對置的背側(cè)。此外，X射線探測器具有用于屏蔽在運行中通過兩個相鄰的探測器模塊之間的安裝間隙透過的X射線輻射的至少一個吸收元件，所述吸收元件定位在兩個相鄰的探測器模塊的背側(cè)上。
[0005]在帶有模塊化結(jié)構(gòu)的X射線探測器中，到達X射線探測器的X射線輻射一般不完全地被吸收且在此通過測量技術(shù)被記錄，而是X射線輻射的一部分尤其在探測器模塊之間的區(qū)域內(nèi)通過X射線探測器，在所述探測器模塊之間至少在顯微鏡下觀察時即使相互平面接觸也存在一種也稱為安裝間隙的間隙。但在此區(qū)域內(nèi)透過的X射線輻射不僅對于測量技術(shù)上的記錄是損失，而且以不希望的方式影響定位在背側(cè)上的電子部件。以此尤其是降低了所涉及的電子部件的壽命。
[0006]但在此處所建議的X射線探測器中利用了至少一個吸收元件以吸收測量技術(shù)上不被記錄的且在兩個相鄰的探測器模塊之間透過的X射線輻射，以便在X射線輻射的傳播方向上觀察時定位在后方的電子部件被保護而不受到潛在的有害的X射線輻射。吸收元件在此適宜地在X射線輻射的傳播方向上觀察時布置在如下一條線內(nèi)，該線一頭具有有從其發(fā)出X射線輻射的X射線輻射源，且另一頭具有在兩個相鄰的探測器模塊之間的安裝間隙。
[0007]優(yōu)選地，吸收元件在此固定在兩個相鄰的探測器模塊之一上。即，為固定和定位吸收元件，不提供用于模塊支架的其上在安裝狀態(tài)中固定探測器模塊的附加的輔助結(jié)構(gòu)。因此，吸收元件也不在分開的安裝過程步驟中固定在模塊支架上。而是吸收元件與相應(yīng)的探測器模塊一起固定在模塊支架上，以此由于使用了吸收元件，X射線探測器的安裝或探測器模塊的更換變得更不耗費。因此，在X射線探測器的制造和組裝時模塊構(gòu)造的優(yōu)點保留。
[0008]根據(jù)X射線探測器的優(yōu)選的構(gòu)造變體，每個探測器模塊具有基體和至少一個探測器模塊，在所述探測器模塊上固定有吸收元件，所述探測器模塊包括將吸收元件與基體連接的支架元件，其中支架元件尤其構(gòu)造為用于吸收元件在堆疊方向上的定位，因此用于吸收元件相對于安裝間隙的定位?；w和支架元件在此優(yōu)選地通過單件的L形型材條給出，使得以便以此一方面吸收元件在X射線探測器的安裝狀態(tài)中有利地定位，且另一方面通過基體以及支架元件尤其是在背側(cè)上占據(jù)盡可能少的結(jié)構(gòu)空間。這具有兩方面的優(yōu)點。一方面，當以其構(gòu)建X射線探測器的單獨的部件具有相對低的結(jié)構(gòu)空間需求時，X射線探測器可具有緊湊的構(gòu)造，且另一方面，部件尤其在給定的結(jié)構(gòu)空間需求時很大程度地更有利地定位，以便在故障情況時更容易實現(xiàn)單獨的部件的更換，因為若在單獨的部件之間提供自由空間，則特別容易接近單獨的部件。
[0009]在盡可能低的結(jié)構(gòu)空間需求方面也有意義的是如下構(gòu)造，其中吸收元件以至少一個沉頭螺釘以螺紋方式擰在支架元件上或其中吸收元件與支架元件材料配合地連接且尤其是與該支架元件粘合。
[0010]當吸收元件由與支架元件不同的材料制成時，尤其是存在固定的必要性，而在其中對于兩個功能元件使用相同的材料的構(gòu)造中，支架元件和吸收元件也可構(gòu)造為單件。在使用相同材料的情況中，支架元件和吸收元件所固有的功能原理上也通過如下方式實現(xiàn)，即將基體這樣地成型在背側(cè)上，使得通過形狀實現(xiàn)了支架元件和吸收元件的功能。
[0011]但吸收元件優(yōu)選的結(jié)構(gòu)方案是，尤其是吸收元件由不同的材料制成，例如由鉭、鑰或鎢形成，而基體和支架元件由簡單的材料形成，例如由鋼、銅或黃銅制成。
[0012]但在每個情況中，吸收元件優(yōu)選地構(gòu)造為使得以所述吸收元件盡可能完全地吸收在兩個相鄰的模塊之間透過的X射線輻射。在此，在可供使用的結(jié)構(gòu)空間少的情況下，吸收元件優(yōu)選具有高的吸收能力的材料，而在可供使用的結(jié)構(gòu)空間充足的情況下優(yōu)選的是使用帶有更小的吸收能力的、簡單且廉價的材料，例如鋼、銅、黃銅或相應(yīng)的合金，其中為吸收元件選擇更大的材料厚度以實現(xiàn)完全的吸收。
[0013]此外，有利的X射線探測器的結(jié)構(gòu)方案是，探測模塊構(gòu)造為相同的且在每個探測模塊上固定有吸收元件。相應(yīng)地，在X射線探測器的安裝狀態(tài)中，在兩個相鄰的探測器模塊之間的每個安裝間隙與一個吸收元件相關(guān)，其中各支架元件優(yōu)選地總是在堆疊方向上觀察時定位且固定在吸收元件上和在基體上相同的側(cè)上。通過使用單獨的相對小的且有利于定位的吸收元件，與帶有在堆疊方向上具有大致相同尺寸的實心的且大面積的屏蔽板的替代構(gòu)造(如所有在此方向上排列的探測器模塊組裝)相比，明顯地節(jié)約了重量和材料。
[0014]此外，優(yōu)選地在兩個相鄰的探測器模塊的吸收元件之間或在吸收元件和相鄰的支架元件之間分別存在一個安裝間隔，所述安裝間隔允許與單個探測器模塊的位置無關(guān)地更換該探測器模塊而不用拆除另外的探測器模塊。以此方式，可進一步提高X射線探測器的維修方便性且在需要時特別簡單地允許更換單獨的模塊。相應(yīng)的安裝間隔可在此例如通過如下方式在構(gòu)造上實現(xiàn)，即基體向背側(cè)與在堆疊方向上的材料厚度相關(guān)地變薄，以便在基體的背側(cè)上在堆疊方向上或逆著堆疊方向上觀察時形成了空間，其中所述空間在一側(cè)上用于在此處定位相應(yīng)的探測器模塊的支架元件和吸收元件，而在基體的對置側(cè)上創(chuàng)造安裝間隔?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0015]在下文中根據(jù)示意性附圖詳細闡述本發(fā)明的實施例。在此，各圖為:
[0016]圖1是X射線輻射源和朝向所述X射線輻射源的帶有多個探測器模塊的X射線探測器的立體圖，
[0017]圖2是三個探測器模塊的俯視圖，和
[0018]圖3是探測器模塊之一的立體圖。
【具體實施方式】
[0019]相互對應(yīng)的部分在所有附圖中分別提供以相同的附圖標號。
[0020]如下示例地描述的X射線探測器2是未進一步圖示的計算機斷層成像設(shè)備的部分，且在計算機斷層成像設(shè)備的安裝狀態(tài)中朝向X射線輻射源4。
[0021]在根據(jù)圖1的實施例中，X射線探測器2在此具有弓形的結(jié)構(gòu)，其中多個在堆疊方向6上并排布置的且具有相同的結(jié)構(gòu)的探測器模塊8安裝在構(gòu)造為弓形的模塊支架10上。在運行中，每個探測器模塊8的前側(cè)12指向X射線輻射源4且與前側(cè)12對置的背側(cè)14背離X射線輻射源4。此外，模塊支架10用于安裝布置在探測器模塊8的背側(cè)14上的電子部件。探測器模塊8在模塊支架10上的固定在保持架18上實現(xiàn)，所述保持架18通過兩個弓形的肋條20和兩個側(cè)壁22形成，它們一起圍成了測量范圍24。在安裝狀態(tài)中，探測器模塊8以其前側(cè)12突出到測量范圍24內(nèi)，且探測器模塊8通過安放在探測器模塊8上的翼部元件26和肋條20之間的簡單的螺紋連接固定在保持架18上以便固定。
[0022]如果將探測器模塊8固定在模塊支架10上，則在探測器模塊8之間留有安裝間隙28，由于探測器模塊8的弓形的構(gòu)造所述安裝間隙28在X射線輻射的傳播方向30上觀察時不斷加寬，使得在堆疊方向6上的安裝間隙28的尺寸在傳播方向30上觀察時增加。這在圖2中示出。在此，以剖面圖示了三個并排安裝的探測器模塊8，其中為清晰起見未一起繪出模塊支架10。
[0023]在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的模塊化的探測器結(jié)構(gòu)中，在計算機斷層成像設(shè)備運行中，加強的X射線輻射從X射線輻射源4在傳播方向30上通過探測器模塊8的布置通過安裝間隙28，且因此無明顯削弱地到達探測器模塊8的背側(cè)14上的電子部件16上。而為保護電子部件16以及為保護操作人員，在帶有根據(jù)在此所建議的構(gòu)造的X射線探測器2的計算機斷層成像設(shè)備中，借助于吸收元件32吸收在探測器模塊8中未被吸收的X射線輻射。
[0024]為此，各吸收元件32定位在這樣一條線中，該線的一頭具有X射線輻射源4且另一頭具有兩個探測器模塊8之間的安裝間隙28，其中用于完全吸收穿過各安裝間隙28的X射線輻射的吸收元件的尺寸設(shè)計成，使得吸收元件32覆蓋了安裝間隙18在所述吸收元件32的位置的高度處延伸的投影。在此，應(yīng)考慮到由于探測器模塊8的弓形的布置，安裝間隙28從探測器模塊8的前側(cè)向背側(cè)14擴寬，且穿過安裝間隙28的X射線輻射在傳播方向30上扇形地展開。
[0025]在此所示的探測器模塊8的構(gòu)造不僅允許借助于吸收元件32對于穿過安裝間隙28的X射線輻射的完全吸收，而且在安裝方便性方面此構(gòu)造也是有利的。探測器模塊8為此目的構(gòu)造為，使得每個探測器模塊8與其布置在模塊支架10內(nèi)部的位置無關(guān)地可按需要更換，而為此無需去除相鄰的探測器模塊8。
[0026]探測器模塊8的有利的構(gòu)造的細節(jié)在組合地觀察圖2和圖3的圖示時可見。圖3中的探測器模塊8的放大圖示出了探測器模塊8的原理結(jié)構(gòu)，所述探測器模塊8包括其上側(cè)向地固定有兩個T形翼部元件26的基體34。在此翼部元件26中加工了孔36，以便翼部元件26且因此整個探測器模塊8可借助于螺紋連接裝置固定在保持架18的肋條20上。在基體34的前側(cè)12上布置有三個測量單元38，所述測量單元38在探測器模塊8在模塊支架10內(nèi)的安裝狀態(tài)中突出到測量窗24內(nèi)，以便從X射線輻射源4發(fā)出的X射線輻射直接地或在通過檢查對象之后到達測量單元38。測量單元38在此根據(jù)已知的原理構(gòu)建且包括準直器40、閃爍器晶體陣列42和光電二極管陣列44。在探測器模塊8的安裝狀態(tài)中，最后具有技術(shù)上不容易避免的、在宏觀上觀察時兩個相互靠放的相鄰探測器模塊8的測量單元38之間的安裝間隙28。而兩個相鄰的基體34之間的間隔有利地被選擇且構(gòu)造上被預(yù)先給定。
[0027]對于基體34在堆疊方向6上提供盡可能小的尺寸，一方面為以此在翼部元件26的高度上形成按需要用于布置電路板或冷卻部件的空間，且另一方面為在探測器模塊18的背側(cè)14上形成有益于探測器模塊18在模塊支架10上的安裝方便性的空間。基體34在傳播方向30上的尺寸也為安裝方便性的目的有意地選擇為相對大，以便將吸收元件32的位置定位為在傳播方向30上觀察時與前側(cè)12具有盡可能大的間隔，因為通過弓形的探測器模塊8的布置，在探測器模塊8的背側(cè)14上構(gòu)造上預(yù)先給出的安裝間隔46逐漸增大。
[0028]在如在圖2中所圖示的、探測器模塊8在模塊支架10內(nèi)的布置的俯視圖中，且因此在垂直于堆疊方向6且垂直于傳播方向30觀察時,可見每個探測器模塊8的背側(cè)14的L形構(gòu)造，其中L形通過基體34和在基體34上形成的支架元件48形成。在實施例中，基體34和支架元件48共同地作為由唯一的材料制成的一體式部件。但作為其替代，也提供了這種構(gòu)造，其中支架元件48作為分開的部件由不同的材料制成且在安裝過程步驟中固定在基體34上。
[0029]由于基體34和支架元件48的L形構(gòu)造和對此功能元件所選擇的尺寸，探測器模塊8在需要時可相對簡單地更換。為此，將翼部元件26和肋條20之間的螺紋連接松開，且使相應(yīng)的探測器模塊8在傳播方向30上運動，直至測量范圍38大致處于兩個相鄰的探測器模塊8的吸收元件32的高度處。然后，將待更換的探測器模塊8在堆疊方向6上或逆著堆疊方向6移動，使得探測器模塊8隨后在傳播方向30上被引導且可從探測器模塊8的布置中移除。
[0030]吸收元件32優(yōu)選地由例如鉭、鑰或鎢的高吸收材料制成，且每個吸收元件在傳播方向30上的尺寸取決于所選的材料選擇為，使得盡可能完全地吸收期待出現(xiàn)在吸收元件32上的X射線輻射。對于吸收元件32，典型地提供的尺寸為120mmX IOmmX 1.5mm。每個吸收元件32借助于兩個沉頭螺釘50固定在各支架元件48上，以便通過螺紋連接不占據(jù)附加的結(jié)構(gòu)空間。作為其替代，在每個吸收元件32和相應(yīng)的支架元件48之間也提供了材料配合的連接。
[0031]本發(fā)明不限制于前述實施例。而是也可由專業(yè)人員從中推導出另外的變體，只要不偏離本發(fā)明的主題即可。尤其是，所有與實施例組合地描述的細節(jié)特征進一步也可以以另外的方式相互組合，只要不偏離本發(fā)明的主題即可。
【權(quán)利要求】
1.一種X射線探測器(2)，尤其是用于計算機斷層成像的X射線探測器(2)，包括多個在堆疊方向(6)上并排布置的探測器模塊(8)，所述探測器模塊(8)帶有在運行中朝向X射線輻射源(4)的前側(cè)(12)，且?guī)в信c前側(cè)(12)對置的背側(cè)(14)，其特征在于，在兩個相鄰的探測器模塊(8)的所述背側(cè)(14)上定位有吸收元件(32)用于屏蔽在運行中通過兩個相鄰的探測器模塊(8)之間的安裝間隙(28)透過的X射線輻射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線探測器(2)，其特征在于，所述吸收元件(32)固定在所述兩個相鄰的探測器模塊(8)之一上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的X射線探測器(2)，其特征在于，每個探測器模塊(8)具有基體(34)且至少其上固定有吸收元件(32)的探測器模塊(8)包括支架元件(48)，所述支架元件(48)將所述吸收元件(32)與所述基體(34)連接，其中，所述支架元件(48)構(gòu)造為用于將所述吸收元件(32)定位在堆疊方向(6)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的X射線探測器(2)，其特征在于，所述基體(34)和所述支架元件(48)通過單件的L形型材條(34、48)給出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的X射線探測器(2)，其特征在于，所述吸收元件(32)以至少一個沉頭螺釘(50)螺紋連接在所述支架元件(48)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的X射線探測器(2)，其特征在于，所述吸收元件(32)與所述支架元件(48)材料結(jié)合地連接，且尤其是與之粘合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中一項所述的X射線探測器(2)，其特征在于，所述探測器模塊(8)構(gòu)造為相同的，且在每個探測器模塊(8)上固定有吸收元件(32)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的X射線探測器(2)，其特征在于，在兩個相鄰的探測器模塊(8)的所述吸收元件(32)之間或者在吸收元件(32)和相鄰的支架元件(48)之間分別給出安裝間隔(46)，所述安裝間隙允許與單個探測器模塊(8)的位置無關(guān)地更換該探測器模塊(8)而不拆除另外的探測器模塊(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中一項所述的X射線探測器(2)，其特征在于，所述吸收元件(32)構(gòu)造為用于完全吸收X射線輻射。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中一項所述的X射線探測器(2)，其特征在于，所述吸收元件(32)由組、鑰或鶴制成。
【文檔編號】G01T1/29GK103576180SQ201310331427
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月3日
【發(fā)明者】C.波漢 申請人:西門子公司