CN108186040B - Pet探测模块及具有该模块的pet探测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种PET探测模块，所述PET探测模块包括固定组件、探测组件、电路板组件及散热组件，所述固定组件对所述探测组件进行限位，所述电路板组件位于所述探测组件的一端且与所述散热组件导热式接触，所述散热组件自所述固定组件内向外延伸出预定距离，所述散热组件能够散发所述PET探测模块产生的热量。本发明还提供一种PET探测设备。本发明提供的所述PET探测模块通过设置与所述电路板组件相接触的所述散热组件，在所述散热组件上设置所述散热结构，能够散发所述PET探测模块产生的热量。本发明提供的所述PET探测设备能够实现有效和稳定的散热，具有稳定的探测精度。

Description

PET探测模块及具有该模块的PET探测设备

技术领域

本发明涉及医学成像技术领域，尤其涉及一种PET探测模块及具有该模块的PET探测设备。

背景技术

PET探测设备能够对生物体进行探测并获得生物体的生理信息，在医疗等领域应用广泛。PET探测设备的探测器模块在探测时会产生大量的热量，过多的热量堆积在PET探测模块上会降低PET探测模块的探测精度，影响PET探测设备对生物体生理信息的探测。目前的PET探测模块无法实现有效和稳定的散热，在长时间使用后温度过高，会影响PET探测设备的测量精度。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种改进的PET探测模块及具有该模块的PET探测设备，其能够实现有效和稳定的散热。

本发明提供一种PET探测模块，所述PET探测模块包括固定组件、探测组件、电路板组件及散热组件，所述固定组件对所述探测组件进行限位，所述电路板组件位于所述探测组件的一端且与所述散热组件导热式接触，所述散热组件自所述固定组件内向外延伸出预定距离，所述散热组件能够散发所述PET探测模块产生的热量。

进一步地，所述电路板组件包括至少一个电路板单元，所述电路板单元的一侧朝向所述探测组件，另一侧与所述散热组件导热式接触。

进一步地，所述电路板单元包括第一电路板单元和第二电路板单元，所述第一电路板单元朝向所述探测组件设置，所述第一电路板单元与所述第二电路板单元相互叠置，且二者中间由所述散热组件间隔。

进一步地，所述电路板单元还包括电连接件，所述电连接件设置于所述散热组件内，所述第一电路板单元与所述第二电路板单元通过所述电连接件电连接。

进一步地，所述固定组件的侧面呈楔形，所述固定组件的侧面靠近所述散热组件一端的厚度大于另一端的厚度，所述固定组件的侧面自靠近所述散热组件的一端向远离所述散热组件的一端逐渐收缩。

进一步地，所述散热组件包括基体和设置于所述基体的散热结构，所述散热结构用于加速所述基体的热量散发。

进一步地，所述散热结构为散热流道，所述散热流道设置于所述基体的内部且两端于所述基体表面形成开口，所述散热流道能够通入冷却流体；或者

所述散热结构为多个散热片，多个所述散热片并排凸设于所述基体上。

进一步地，所述散热组件还包括散热板，所述散热板位于固定组件内且与所述电路板组件导热式接触，能够将所述电路板组件的热量传导至所述基体。

进一步地，所述散热组件还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片设置于所述基体和所述散热板之间，所述半导体制冷片用于冷却所述电路板组件。

本发明还提供一种PET探测设备，所述PET探测设备包括固定件和设置于所述固定件上的多个PET探测模块，所述PET探测模块采用上述的PET探测模块，多个所述PET探测模块呈圆环状固定于所述固定件上。

本发明提供的所述PET探测模块通过设置与所述电路板组件相接触的所述散热组件，在所述散热组件上设置所述散热结构，能够散发所述PET探测模块产生的热量。本发明提供的所述PET探测设备能够实现有效和稳定的散热，具有稳定的探测精度。

附图说明

图1为本发明第一实施方式中的PET探测模块的立体示意图。

图2为图1所示PET探测模块的剖视示意图。

图3为图1所示PET探测模块从另一视角的剖视示意图。

图4为本发明第二实施方式中的PET探测模块的剖视结构示意图。

图5为图4所示PET探测模块从另一视角的剖视结构示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1至图3，图1为本发明第一实施方式中的PET探测模块100的立体示意图，图2为图1所示PET探测模块100的剖视示意图，图3为图1所示PET探测模块100从另一视角的剖视示意图，PET探测模块100能够对生物体进行探测，其探测预先注入生物体内的放射性物质，并对放射性物质反馈的放射信号进行预处理，多个PET探测模块100能够协同探测并将其预处理后的信号汇聚至外部信号处理装置中，通过外部信号处理装置进一步处理信号并根据该信号构建功能图像，得到的功能图像含有生物体体内的多项生理信息，能够为医务人员的诊断和治疗提供帮助，在医疗、科研等多领域应用广泛。

本发明第一实施方式中提供的PET探测模块100包括固定组件10、探测组件20、电路板组件30及散热组件40。固定组件10承载探测组件20并对探测组件20进行限位，电路板组件30位于探测组件20的一端并与散热组件40导热式接触，散热组件40连接电路板组件30。固定组件10用于保护探测组件20并支撑电路板组件30，探测组件20用于检测生物体内的放射性物质，电路板组件30用于接收探测组件20检测到的放射信号并将对该放射信号进行预处理，散热组件40自固定组件10内向外延伸出预定距离，其用于散发电路板组件30在探测时累积的热量，避免PET探测模块100由于温度过高而降低其探测精度。

固定组件10包括固定板11及固定罩12，固定板11与固定罩12之间固定连接，固定板11设置于探测组件20与固定罩12之间，用于固定探测组件20并增加PET探测模块100的结构强度。本实施方式中，固定板11的侧面大致呈楔形，其靠近电路板组件30一端的厚度大于另一端的厚度，固定板11的数量为两个，两个固定板11相对设置于探测组件20的两端。固定罩12大致呈中空的方形，其套设固定板11，固定罩12的一端设置有开口（图未示），探测组件20通过该开口设置于固定罩12内，固定罩12内部中空的腔体形成一容置空间（图未示），该容置空间用于容置探测组件20。

本实施方式中，固定罩12接触固定板11的两个侧面也呈楔形，固定罩12楔形的两个侧面用于紧密贴合固定板11，实现与固定板11的紧密连接。楔形的固定板11及固定罩12使得固定组件10也具有楔形的外观，固定组件10的侧面靠近散热组件40的一端的厚度大于另一端的厚度，固定组件10的侧面自靠近所述散热组件40的一端向远离所述散热组件40的一端逐渐收缩，从而在保证结构强度的同时，能够使得多个PET探测模块100在环形排列并构成PET探测设备时，相邻的两个PET探测模块100之间具有较小的间隙，PET探测模块100能够以相对紧密的排列方式构成PET探测设备，从而提高PET探测设备的探测精度。

可以理解，在其他实施方式中，固定板11的数量可以还为一个或两个以上，在不考虑多个PET探测模块100构成PET探测设备的排列方式时，固定板11的形状也不限定于楔形，还可以是方形等其他形状，只要固定板11能够紧密贴合探测组件20即可，固定罩12的侧面也可以采用除楔形之外的其他形状，只要固定罩12侧面的形状与固定板11的形状保持一致并能够紧密贴合即可。当无需考虑PET探测模块100结构强度的应用场合，固定板11也可以省略，此时固定罩12直接套设并固定探测组件20。

本实施方式中，固定板11和固定罩12通过粘结的方式相互固定。可以理解，在其他实施方式中，固定板11与固定罩12之间还可以通过卡扣、铆接、焊接、螺接等其他连接方式相互固定。

本实施方式中，所述固定罩12采用碳纤维材料制成，能够在保证结构强度的同时降低所述PET探测模块100的重量。

探测组件20设置于固定组件10内，探测组件20用于检测生物体内的放射信号并将检测得到的放射信号转换成电路板组件30能够处理的电信号。探测组件20包括多个探测晶体211，多个探测晶体211并行排布并形成探测晶体阵列21。

本实施方式中，探测晶体211沿PET探测模块100的轴线方向并行排布，探测晶体阵列21设置于两个楔形的固定板11之间。探测晶体211的装设方向即是PET探测模块100的探测方向，当探测晶体211的排布方向与PET探测模块100的轴线方向相一致时，PET探测模块100能够方便地使用。

可以理解，探测晶体211并不限于仅采用上述实施方式中平行于PET探测模块100的轴线方向装设，在其他实施方式中，探测晶体211还可以按照其他的方向装设，只要探测晶体211能够并行排布组合成探测晶体阵列21即可。

本实施方式中，探测晶体211采用LSO晶体。可以理解，在其他实施方式中，探测晶体211还可以采用BaF₂、NaI等其他类型的晶体。

电路板组件30位于固定组件10的一端且与散热组件40导热式接触。电路板组件30包括至少一个电路板单元，该电路板单元用于接收并预处理探测组件20检测到的放射信号，并能够将预处理后的信号传递至外部信号处理装置中。

本实施方式中，电路板组件30中的电路板单元包括第一电路板单元31和第二电路板单元32，第一电路板单元31朝向探测组件20设置，第一电路板单元31与所述第二电路板单元32相互叠置，且二者中间由散热组件40间隔，第二电路板单元32与第一电路板单元31之间电连接。第一电路板单元31设置于探测组件20与散热组件40之间，第一电路板单元31内设置有光电倍增管，第一电路板单元31连接于探测组件20中的探测晶体阵列21，其能够将探测晶体阵列21获取的放射信号转换为第二电路板单元32能够处理的电信号。

第二电路板单元32设置于散热组件40的内部，第二电路板单元32内设置有处理芯片，其能够对第一电路板单元31转换后的电信号进行预处理并将预处理后的电信号传递至外部信号处理装置中，外部信号处理装置接收该电信号并依据该电信号构建包含生物体生理信息的功能图像。

第一电路板单元31与第二电路板单元32之间通过电连接件33实现电连接，第一电路板单元31转换后的电信号通过电连接件33传递至第二电路板单元32内。第一电路板单元31与第二电路板单元32相互间隔设置，第一电路板单元31进行信号转换，第二电路板单元32进行信号预处理，能够将电路板组件30累积的热量分散在两个电路板单元上，降低热量的集中程度，提高散热的效率。

可以理解，第二电路板单元32的数量还可以为两个或两个以上，多个第二电路板单元32相互间隔设置在散热组件40内，可以分散热量并进一步增大散热效率。当第一电路板单元31与第二电路板单元32集成为一个电路板单元时，其能够满足PET探测模块100对处理性能和散热性能的要求，则第一电路板单元31与第二电路板单元32也可以集成为一个电路板单元。

散热组件40自固定组件10内向外延伸出预定距离，能够散发PET探测模块100产生的热量。散热组件40包括基体41和设置于基体41上的散热结构42，散热结构42用于加速所述基体41的热量散发。本实施方式中，基体41大致呈块状，其垂直于PET探测模块100中心轴线的截面大致呈矩形，其平行PET探测模块100中心轴线的截面大致呈“凸”字形，基体41的两端向外延伸并形成两个凸起411，每个凸起411上开设有一连接孔412，两个连接孔412与外部螺纹紧固件螺合，用于供外部螺纹紧固件旋入，从而实现基体41与外部固定件的相互固定。

可以理解，基体41的形状不限于上述实施方式限定的形状，还可以是圆柱、圆台等其他形状，基体41上开设的连接孔412的数量不限于上述实施方式中的两个，还可以一个或两个以上，只要其能够保证基体41与外部固定件的相互固定即可，基体41也可以采用卡扣、焊接、电磁吸附等其他连接方式固定于外部固定件上。当基体41用卡扣、焊接、电磁吸附等其他连接方式固定于外部固定件上时，连接孔412可以省略。

本实施方式中，散热结构42为设置于基体41上的散热流道421，散热流道421设置于基体41的内部且两端于基体41的表面形成开口，散热流道421穿入基体41的内部并从基体41内穿出，散热流道421内装设有用于冷却散热组件40的流体（图未示），该流体能够将电路板组件30传递至散热组件40上的热量带走，从而降低PET探测模块100的温度，使得PET探测模块100能够保持可靠和稳定的散热功能，降低温度对其探测精度的影响。

本实施方式中，散热流道421包括第一边4211和与第一边4211相互垂直的第二边4212及第三边4213，第二边4212及第三边4213均垂直于第一边4211，第二边4212与第三边4213相互平行设置，第二边4212与第三边4213的开设方向与PET探测模块100的中心轴线方向大致重合，第一边4211的开设方向大致垂直于PET探测模块100的中心轴线方向，散热流道421中的第一边4211邻近基体41朝向所述电路板组件30的一侧表面开设，通过减小与电路板组件30之间的距离，提高对电路板组件30的散热效率，而散热流道421的开设位置距离端面过近会降低基体41的结构强度，因此散热流道421需要开设在基体41上的适当位置，以保证基体41的结构强度的前提下和提高电路板组件30的散热效率。

可以理解，散热流道421并不限于仅采用上述实施方式中的形状，在其他实施方式中，散热流道421还可以采用曲线流道、网状流道等其他形状的流道结构。本实施方式中，散热流道421的数量为一条。可以理解，在其他实施方式中，散热流道421的数量还可以是两个及两个以上，当散热流道421的数量为两个及两个以上时，散热流道421可以具有多个开口。

本实施方式中，散热组件40还包括半导体制冷片43和散热板44，半导体制冷片43设置于基体41及散热板44之间，其一端连接电路板组件30中的第二电路板单元32和散热板44，另一端连接基体41，半导体制冷片43由半导体材料制成并具有热泵的作用，其利用半导体材料的Peltier效应，在临近电路板组件30的一端吸收热量，在远离电路板组件30的一端释放热量，半导体制冷片43释放的热量通过基体41散发，进一步的提高对电路板组件30的散热效率，并能够使得散热组件40的温度低于散热流道421内冷却流体的温度。在其他实施方式中，当散热结构42能够满足PET探测模块100的散热需求时，半导体制冷片43也可以省略。

散热板44容置于所述固定组件10内，散热板44的一端与第一电路板单元31导热式接触，另一端连接于半导体制冷片43和第二电路板单元32，散热板44大致呈“凹”字形，其上表面沿垂直PET探测模块100的中心轴线方向开设有凹槽441，凹槽441用于容纳第二电路板单元32，凹槽441底部设有贯通孔（未标号），该贯通孔容纳连接于第一电路板单元31与第二电路板单元32的电连接件33。

散热板44采用导热材料制成，其一端与第一电路板单元31接触，能够将第一电路板单元31的热量传递至散热结构42上，通过散热结构42散发第一电路板单元31的热量。第二电路板单元32可直接将热量传递至散热结构42上，通过散热结构42散发第二电路板单元32的热量，当第二电路板单元32与基体41之间设置有半导体制冷片43时，第二电路板单元32先通过半导体制冷片43散发部分的热量，再将剩余热量传递至散热结构42上，从而实现散热结构42对第二电路板单元32的散热。当无需半导体制冷片43进一步散发电路板组件30的热量时，散热板44也可以与基体41一体成型，散热板44与基体41采用一体成型的方式能够提高安装的便捷性。

当电路板组件30具有多个电路板单元时，多个电路板单元可通过散热板44相互间隔叠置，每一散热板的两端各连接一个电路板单元，从而增大散热组件40的散热能力；多个电路板单元也可以直接嵌入散热组件40的基体41内，此时基体41内开设有相应的用于容置电路板单元的凹槽，每一凹槽内容置一个电路板单元，此时散热板44与基体41一体成型。

请一并参阅图4至图5，图4为本发明第二实施方式中的PET探测模块100a的剖视结构示意图，图5为图4所示PET探测模块100a另一视角的剖视结构示意图。

本发明第二实施例中的PET探测模块100a也包括固定组件10a、探测组件20a、电路板组件30a及散热组件40a，固定组件10a、探测组件20a及电路板组件30a的结构及相互之间的连接关系与第一实施例中的PET探测模块100的固定组件10、探测组件20及电路板组件30的结构及相互之间的连接关系相同，在此不做赘述。散热组件40a与固定组件10a、探测组件20a及电路板组件30a之间的连接关系与散热组件40与固定组件10、探测组件20及电路板组件30之间的连接关系相同，在此也不做赘述。

散热组件40a也包括基体41a和设置于基体41a上的散热结构42a，基体41a的两端向外延伸也形成两个凸起411a，每个凸起411a上也开设有供外部螺纹紧固件固定的连接孔412a。

本实施方式中，散热结构42a为若干散热片422，若干散热片422相互并列排设并形成阵列，阵列的若干散热片422凸设于所述基体上。本实施方式中，散热片422的装设方向与PET探测模块100a的中心轴线方向相互平行。可以理解，散热片422不限于仅采用上述实施方式中的装设方向，在其他实施方式中，散热片422还可以与PET探测模块100a的中心轴线方向相互倾斜装设。

散热片422与外部空气直接接触，能够将PET探测模块100a上累计的热量向外散发，从而降低PET探测模块100a的温度，使得PET探测模块100a能够保持可靠和稳定的散热功能，降低温度对其探测精度的影响。

本实施方式中，两个零部件之间可以通过直接贴合的方式实现导热式接触。可以理解，在其他实施方式中，两个零部件之间也可以通过导热胶等其他导热过度元件相互连接以实现导热式接触。

本发明还提供一种采用上述PET探测模块的PET探测设备，PET探测设备包括固定件和设置于固定件上的多个PET探测模块，多个PET探测模块呈圆环状排列于固定件上。

本发明提供的PET探测模块通过设置与电路板组件30相接触的散热组件40，在散热组件40上设置散热结构，能够散发PET探测模块产生的热量。本发明提供的PET探测设备能够实现有效和稳定的散热，具有稳定的探测精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种PET探测模块，其特征在于，所述PET探测模块包括固定组件、探测组件、电路板组件及散热组件，所述固定组件对所述探测组件进行限位，所述电路板组件位于所述探测组件的一端且与所述散热组件导热式接触，所述散热组件自所述固定组件内向外延伸出预定距离，所述散热组件能够散发所述PET探测模块产生的热量；

所述散热组件包括基体和设置于所述基体的散热结构，所述散热结构用于加速所述基体的热量散发，所述散热结构为散热流道，所述散热流道设置于所述基体的内部且两端于所述基体表面形成开口，所述散热流道能够通入冷却流体，所述散热组件还包括散热板，所述散热板与所述电路板组件导热式接触；

所述电路板组件包括至少一个电路板单元，所述电路板单元包括第一电路板单元和第二电路板单元，所述第一电路板单元朝向所述探测组件设置，所述第一电路板单元与所述第二电路板单元相互叠置，且二者中间由所述散热板间隔。

2.如权利要求1所述的PET探测模块，其特征在于，所述电路板单元的一侧朝向所述探测组件，另一侧与所述散热组件导热式接触。

3.如权利要求1所述的PET探测模块，其特征在于，所述电路板单元还包括电连接件，所述电连接件设置于所述散热板内，所述第一电路板单元与所述第二电路板单元通过所述电连接件电连接。

4.如权利要求1所述的PET探测模块，其特征在于，所述固定组件的侧面呈楔形，所述固定组件的侧面靠近所述散热组件一端的厚度大于另一端的厚度，所述固定组件的侧面自靠近所述散热组件的一端向远离所述散热组件的一端逐渐收缩。

5.如权利要求1所述的PET探测模块，其特征在于，所述散热板位于固定组件内，能够将所述电路板组件的热量传导至所述基体。

6.如权利要求1所述的PET探测模块，其特征在于，所述散热组件还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片设置于所述基体和所述散热板之间，所述半导体制冷片用于冷却所述电路板组件。

7.一种PET探测设备，所述PET探测设备包括固定件和设置于所述固定件上的多个PET探测模块，其特征在于，所述PET探测模块采用如权利要求1-6任意一项所述的PET探测模块，多个所述PET探测模块呈圆环状固定于所述固定件上。

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