CN1094200C - 用于x射线断层摄影装置的检测器 - Google Patents

Abstract

一种用于X-射线断层摄影装置的探测器，其具有多个探测元件，其成列设置在与切片方向横向的X-射线入射位置的附近。每个探测元件由一个用于将入射辐射来转换为光的磷光元件和一个用于将来自磷光元件的光转换为电信号的光电转换元件组成。磷光元件在切片方向上比光电转换元件的敏感区的长度小，这样到达磷光元件的边缘区域的辐射也可在光电转换元件的灵敏区的范围内被探测到从而防止了虚像和假像的产生。

Description

用于X射线断层摄影装置的检测器

技术领域

本发明涉及与X-射线CT装置等X-射线断层摄影装置一起使用的检测器。

背景技术

正如图4中的实例所示，X-射线CT装置包含一个X-射线管31、一个准直仪34和一个辐射探测器35，这样的话，从X-射线管31发出的扇形X-射线束32通过靶体33后被检测，且在通过准直仪34后，用由很多排成一列的探测元件所组成的辐射探测器35进行检测。更具体地说，辐射探测器35可以为固体辐射探测器，其由用于将辐射转换为光的闪烁器和用于将光转换为电信号的光电转换器件在某一方向上组合排列形成。8到30个闪烁器和光电转换器的组合排列形成一个单元，而辐射探测器35由几个这样的探测器单元36构成，这样单元36作为多边形的一部分被连续放置在圆的周边。

如图5中所示，辐射探测器35的每个单元具有很多在通道方向上(用双箭头表示)排列的辐射探测元件，相互用隔离片45隔开，而每个辐射探测元件包含一个长条形的闪烁器件41和一个诸如光电二极管的光电元件43，其与闪烁器件41的宽度相同，并被粘到闪烁器件41的底面上，置于支撑件44之上。

当从X射线管31发出的扇形X射线束32到达此辐射探测器时，X射线被闪烁器41转换为光，然后此光被光电转换器件43转换为电信号，这样的话可以在通道方向和切片方向(在图5中用另一个双箭头表示)上都获得数据。在这些数据的基础上来形成图像。

然而，对于当前的X-射线CT装置，X射线管的区域很大，这使得聚焦点的位移对应于温度的变化也变得很大。如果聚焦位置在通道方向上移动，由于在此方向上设置了很多的辐射探测元件，从而根据上面所述的现有技术，其影响可被忽略。如果是在切片方向上移动，例如在图5中从聚焦位置A到聚焦位置B，则对于闪烁器件的光接收位置会从中心部分向边缘部分变化，这即影响了探测信号的灵敏度。

如图6中所示，探测元件的灵敏度曲线在靠近中心处平滑，而当其在切片方向上移动并到达边缘位置时其不再平滑而是下降。因此，如果每个闪烁器件的光接收位置从中心向边缘位置移动，探测信号的灵敏度受到严重的影响从而被输出的信号不再准确。这就是产生虚像和假像的原因。

特别是当获得厚切片的数据时，在切片方向上探测元件的中心和边缘部分之间灵敏度的差别会更大，由于每个闪烁器件必须是在切片方向上从一个端部到其相对的端部这样使用的，从而很容易出现虚像和假像。

发明内容

本发明是针对如上所述的问题来完成的，其目的是提供一种用于X-射线断层摄影装置的改进了的探测器，通过它可以使探测元件在切片方向上的中心和边缘位置间的灵敏度的差别被减至最小，从而在切片方向上不会出现虚像和假像。

对于体现本发明的用于X-射线断层摄影装置的探测器，通过它可以实现以上的及其它的目的，其特征不仅在于在与切片方向横切的通道方向上在靠近X射线入射位置处成列设置多个探测元件，而且其中每个探测元件包含一个用于将入射辐射束转换为光的磷光元件以及用于将来自磷光元件的光转换为电信号的光电转换元件，而且其中磷光元件在切片方向上比光电转换元件的敏感区短。

对于这样制成的光电转换元件，由于其比磷光元件长并覆盖住磷光元件，甚至还延伸到外部区域，从而在切片方向上的敏感区内可以可靠地检测到由边缘区域产生或到达该处的光。其结果，在切片方向上的均匀性得到了提高，并且防止了虚像和假像的出现。

附图说明

所附的附图，其作为本发明的一部分并与本发明相结合，对本发明的实施例进行阐述，并与说明书一起用于解释本发明的原理。其中：

图1为本发明的用于X-射线断层摄影装置的探测器在切片方向上的截面图；

图2为显示本发明的探测器的灵敏度的示意图；

图3为本发明的另一个用于X-射线断层摄影装置的探测器的截面图；

图4为示出现有技术X-射线CT装置的一般结构的示意图；

图5为用于X-射线断层摄影装置的现有技术的探测器的断面图；

图6为用于X-射线断层摄影装置的现有技术探测器的灵敏度的示意图。

具体实施方式

至此，对于类似的元件用相同的数码表示，即使它们为不同装置上的部件，且因此这里省去了重复的描述。

下面结合实例对本发明进行描述。图1为体现本发明的用于X-射线断层摄影装置的探测器在切片方向上的截面图，其中数码1表示作为磷光元件使用的闪烁器，数码2表示作为光电转换元件使用的光电二极管而数码3表示底板。闪烁器1为长方柱状，且其在切片方向上的尺寸通常比通道方向上的尺寸长。通过光胶或类似物将闪烁器1与光电二极管2相接合共同形成一个探测器单元。这样的探测器彼此通过隔片隔开并在通道方向上(与纸相垂直)排成一列。闪烁器1在切片方向上比光电二极管2短并被设置在光电二极管2的两端之间。

当从上入射一束X-射线束时(参考图1)，X射线被闪烁器转换为光，此后该光被入射到光电二极管2并由此转换为电信号。光电二极管2在切片方向上的敏感部分被设置延伸到闪烁器1的外部区域，这样的话，以使落到闪烁器1的端面或由其产生的光到达光电二极管的有效探测区域范围内且该辐射可以被可靠地探测到。

图2示出了闪烁器1的光发射位置或光到达闪烁器的位置与其灵敏度之间的关系。此图示出灵敏度曲线从闪烁器的中心部分到其边缘部分几乎都是平滑的。与图6中的曲线相比，可以看出弯曲的部分非常窄，这意味着其在切片方向的均匀性已得到了提高。因此，即使X射线管的区域的聚焦点被位移而在靠近闪烁器的边面的位置进行检测，该变化对灵敏度造成的影响也可被降至最小。

图3示出本发明的另一个探测器，其特征在于在闪烁器1和光电二极管2之间***一个纤维光学片(FOP)。此纤维光学片4是通过将很多彼此相邻排列的光学纤维粘结获得的，并横向切割它们，从而每个光学纤维的取向都在切片方向上。因此，入射到纤维光学片4上的入射光在表面的方向上不再散射，并且在通道方向的位置的分辨率也不会受到不利的影响。

这样提供的纤维光学片4也可作为保护元件。当闪烁器被与光电二极管接合时，如果闪烁器的背面抛光的不是很好而因此不很光滑或者施加了过大的力，纤维光学片4可以用来防止光电二极管的损坏以及彼此相邻元件间的泄漏。

纤维光学片4被设计得比光电二极管2大，正如以上参考图1所述的实施例的情况一样，光电二极管2的在切片方向上的敏感部分延伸到闪烁器1外部的区域，即使在切片方向上均匀的灵敏度扩展到边面位置。

以上仅结合两个实施例对本发明进行了描述，但这些所述实例并不会限制本发明的范围。在本发明的范围之内可作很多的改变和修改。简而言之，根据本发明的光电转换元件延伸超过磷光元件，这样即使由磷光元件的边所产生的光或到达其边缘部分的光也可在光电转换元件的有效探测区域范围内被可靠地探测到。这使得在切片方向上的灵敏度的均匀性得到了提高并且防止了虚像和假像的出现。

Claims (5)

1.一种用于X-射线断层摄影装置的探测器，用来获得靶体在切片方向上的切片数据，其特征在于所述的探测器包含多个探测元件，它们在与所述切片方向横向的通道方向上成列设置在X射线入射位置的附近，每个探测元件包含一个用于将入射辐射来转换为光的磷光元件和一个用于将来自所述磷光元件的光转换为电信号的光电转换元件，所述光电转换元件具有一个敏感区，所述的磷光元件在所述切片方向上比所述光电转换元件的敏感区的长度要短。

2.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于所述每个探测元件在所述磷光元件和所述光电转换元件之间还包含一个纤维光学片。

3.根据权利要求2所述的探测器，其特征在于所述纤维光学片在所述切片方向上比所述光电转换元件要长。

4.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于所述磷光元件为闪烁器。

5.根据权利要求1所述的探测器，其特征在于所述光电转换元件为光电二极管。

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