CN1759808A - X线探测装置和制造x线探测装置的方法 - Google Patents

Abstract

为了能方便地装配一个由矩阵状排列的多个探测器模块(4)组成的X线探测器(2)以及实现它们的精确对准，本发明建议，将排成一排的探测器模块(4)首先组合成一个横条(10)；然后，将多个这样的横条(10)并列地固定在一个探测器支承机构(6)上，以构成所述X线探测器(2)。

Description

X线探测装置和制造X线探测装置的方法

技术领域

本发明涉及一种X线探测装置，它包括一个准直仪以及多个呈矩阵状排列的探测元件，它们借助辐射栅格按行和列对准。此外，本发明涉及一种制造此类X线探测装置的方法。

背景技术

例如由DE20220461U1已知此类X线探测装置。它主要在医学领域用于成像。在医学诊断中越来越多地使用面状固体探测器。这些探测器包括一个X线变换器，它将命中它的X射线或直接转换为电荷或转换为光子，然后用电极或光电二极管检测和评估。

为了构成尽可能大面积的面状探测器，采用所谓的模块作为探测元件，模块再由多个排列成矩阵状的一个个探测器像素组成，其中每一个像素提供一个像点。例如在DE10307752A1或DE10116222A1中介绍了这种X线模块。这些探测器模块固定在一个探测器支承机构上而构成面状探测器。在这里，装入的探测器模块通常构成一个弧形的作为所述探测器表面的圆柱体外表面的一个分段。

在医学成像技术中，为了生成尽可能高质量的图像，需要消除在透射对象亦即患者时产生的散射以及只评估用于生成图像的主射线。因此，在固体探测器和各探测器模块前放置所谓的散射格栅或准直仪。它们主要由互相平面平行和朝向所述X线源焦点方向定向的井状筒构成，该井状筒的侧壁有很高的X线吸收能力。基于这些板状侧壁的有限宽度及它们布置在面状探测器之前，构成一定的死区，在这样的死区中没有X射线命中所述面状探测器。

为了避免因这些死区导致图像失真，在面状探测器上采用不敏感的中间区，它们设在死区或阴影区的下方。这些中间区必须相对于各个通过准直仪造成的死区对准。在有缺陷地对准找齐时，例如在将这样一个死区部分地设在探测器的对于X线敏感的表面前时，将导致，在X线源和从X线源发出的不同的射线方向有小量移动(摇摆)时，由准直仪形成的阴影会游动到敏感的表面上。因此，仅仅通过X线源的这种“摇摆”便能检测到一种强度波动，这导致错误的图像评估。因此高精度地布置各个探测器模块是必要的。然而，这种高精度的对准找齐随着日益增大的面状探测器变得越来越困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是能提供一种X线探测装置及其制造方法，借助它们能以简单的方式实现各探测元件高精度的对准找齐。

上述技术问题按本发明通过这样一种X线探测装置来解决，它包括一个准直仪和多个呈矩阵状排列的尤其模块式探测元件，它们按行和列借助准直仪对准。在此，一列探测元件构成一个横条并在一个共同的支承件上固定和对准。各个横条再固定在一个探测器支承机构上。

因此按此扩展设计为了实现高准确度地对准分成两个阶段进行。确切地说，首先将一列探测元件对准找齐成一排以及为了构成横条组合在支承件上。然后在第二步将一个个横条排齐并固定在探测器支承机构上。因此不再需要将每个单个探测器模块直接固定在探测器支承机构上。因为尤其在大面积的面状探测器以及探测器模块矩阵状排列的情况下，尤其布置在中央的那些探测器模块很难准确对准和相对于探测器支承机构固定。因此，高精度对准的问题基于将探测元件组合成一个横条在预制阶段提前解决，在这一阶段中优选地借助专用的调整装置进行对准和固定。由于将排成一排的探测元件组合成一个横条，所以它们可以共同用比较简单的方式排齐地装在探测器支承机构上。

按一项合乎目的的设计，在这里将探测元件粘结在支承件上。按另一种替代方案，将一些固定件或止挡件固定在支承件上，各个探测元件对准找齐和固定在这些固定件或止挡件上。

鉴于准直仪相对于各探测元件的准确对准，按一项合乎目的的设计，分别将各个横条与一个准直仪元件连接并与它一起固定在探测器支承机构上。因此该准直仪元件和包括多个排成一排的探测元件的横条就构成了一个结构单元。此准直仪元件在固定在探测器支承结构中之前就已经相对于探测元件对准。

按另一项优选的替代性设计，各个探测元件已经与一准直仪元件连接，并与它一起对准在支承件上。因此在此另一种替代性实施形式中采用了一个个较小的结构单元或模块，这样的结构单元或模块包括一个探测器模块和设在它前面的准直仪元件。这些结构单元组合在支承件上构成横条。

本发明还提供了一种制造X线探测装置的方法。据此方法，首先将一列探测元件对准找齐成一排，然后将它们在此已对准找齐的位置状态下固定在一个支承件上。接着将该支承件固定在一个探测器支承结构上。为此将各支承件合乎目的地互相对准，然后在此已对准的位置下固定。

前面针对X线探测装置列举的优点和优选的设计也可同理适用于本方法。

采用这种分成两个阶段的方法，在由探测元件矩阵状排列形成的面状探测器中的二维的对准和固定问题，简化为只是一维的对准问题。此外有利的是各个在一个横条内部的探测元件不必借助专用的结构元件定位。而按传统的方法则在探测器支承结构上必需要有供每个探测元件精确对准用的结构元件，各个探测元件要借助这样的结构元件对准和必要时固定。

探测元件为构成横条所需的对准和固定优选地在一个单独的调整装置内完成。在这里对准尤其光学或机械地在规定的对准点或线上进行。这种调整装置允许非常准确地实现各个探测元件的对准定向，并可用于制造多个X线探测器。

附图说明

下面借助附图详细说明本发明的一个实施方式。附图分别为大为简化的示意图，其中：

图1表示在一个探测器支承机构内构成一个圆柱体外表面一个分段的面状固体X线探测器，它包括多个并列的分别由多个探测器模块组成的横条；

图2为带有四个探测器模块的这样一种横条的侧视图，各探测器模块分别配设有一个准直仪元件；

图3为一个带有三个探测器模块的横条的俯视图；以及

图4为一个规定用于图3所示横条的准直仪元件的俯视图。

在附图中作用相同的部分采用同样的附图标记表示。

具体实施方式

在图1中表示的X线探测器2设计为一种面状固体探测器。它由许多单个的呈矩阵状排列的称为探测器模块4的探测元件组成。在这里各探测器模块4排成行和列。这些探测器模块4共同固定在一个探测器支承机构6内。在图1的实施方式中，为每个探测器模块4分别配设一个各自的准直仪元件8A，它与各自的探测器模块4连接并与之构成一个结构单元。准直仪元件8A相对于一个图中未表示的X射线源设在探测器模块4之前。

这种X线探测器2尤其使用于医学诊断和检查。为此，要检查的患者将要照射的身体部分置于X射线源的焦点与X线探测器2之间。穿透患者的射线由X线探测器2检测，以及借助适用的在这里没有表示的计算分析设备计算并转换成图像信息。为了计算分析，在这里利用在透射患者时产生的强度变化。为生成图像所需要的信息由主射线，亦即未致偏的X射线确定。因此，为了生成高质量的图像要求消除散射。

为此在X线探测器2前设置一个准直仪，它也被称为散射格栅(Streustrahlenraster)。在图1所示实施方式中，此准直仪由许多单个准直仪元件8A组成。所述准直仪和各准直仪元件8A具有侧壁9，它们朝向所述X射线源的焦点的方向并因而通常几乎互相平行地定向。侧壁9由一种强烈吸收X射线的材料制成。通过这些侧壁9吸收那些未来自X射线源焦点的散射的射线。因此通过这些侧壁9使所述X线探测器2的部分面积区，即所谓死区不受照射。为了避免图像失真，该X线探测器2必须有一些足以覆盖这些死区的对X射线不敏感的区域。在这里，该不敏感的区域指的是在遭遇X射线量子撞击时不产生信号的区域。因此要求各个探测器模块4和各个准直仪元件8A彼此准确地对准。

现在规定，将设在一列内的多个探测器模块4组合成一个横条10，以及各个横条10相互并列地对准找齐和固定在所述探测器支承机构6内。

图2表示这样一个横条10的侧视图。由该图可以看出，各个探测器模块4固定在一个弓形的支承件12上，该支承件12近乎合抱住这四个探测器模块4。此外，在该侧视图中还可以看到所述探测器支承机构6的纵梁。每一个探测器模块4与一个自己的准直仪元件8A连接。

各个探测器模块4尤其通过粘结固定在支承件12上。作为其替代手段或相应的补充手段，也可以在支承件12上设置机械的止挡件或固定件14，探测器模块4借助它们来对准和/或固定。

由图2和3还可以看出各探测器模块4的基本结构。每一个单个的也被称为所谓“探测瓷砖”的探测器模块4是一个由多个探测器像素元件16排列成的矩阵结构。为了将命中撞击到各探测器模块4上的X射线转换为电信号，在图示实施方式中设有陶瓷闪烁体18和光电二极管元件20。一个命中的辐射量子在该陶瓷闪烁体18内被转换为光子，后者接着在光电二极管元件20内产生一个电信号。每一个探测器像素元件16通常有一个按镶嵌小石块的方式设计的陶瓷闪烁体以及一个为它配设的光电二极管。每个这种结构的探测器像素元件16构成一个像点。单个探测器像素元件16通常是矩形的并例如棱边长度为1至1.3mm。一个探测器模块4包括例如排列成一个16×16矩阵的探测器像素元件16。一个横条10的长度对应于X线探测器2的宽度。每个横条10上的各探测器模块4的数量为此针对这样的宽度也相应地设计。在这里，在一个横条10内的各探测器模块4总是只排成一排，也就是说呈一维地排列成行。

为了构成所述X线探测器2尤其按下述步骤进行。

首先借助一个调整和对准装置将多个探测器模块4对齐排成一排。所述对准或调整例如用一个光学的辅助设备进行，以便控制准确的位置。探测器模块4尤其有控制地被置于规定的位置上。在将各探测器模块4对准找齐后，将它们例如通过粘结固定在支承件12上。为了固定，各探测器模块4优选借助该弓形的支承件12被合抱夹紧。各探测器模块4通常几乎直接互相贴靠，在它们之间不形成间隙。在图2中只是为了看得清楚起见才表示为各个探测器模块4彼此有间距。

按照图3和4的实施方式，接着再将在图4中表示的准直仪元件8B安装并固定在已成排对准的探测器模块4上，所以在这里横条10与准直仪元件8B也结合构成一个结构单元。

接着，将如此预制好的横条10置入探测器支承机构6内，亦即对准并固定在适用的紧固件上。

因此，为了构成所述面状X线探测器2只需要将各个横条10沿一维的方向并列固定和布置。因此原来按二维方向对准和固定各探测器模块14的问题，通过所述分成两个阶段的过程简化为仅一维方向的固定问题。由此一方面明显地减少在探测器支承机构6内固定的费用。除此之外，通过借助所述调整装置预制横条10，也可以毫无困难地在一个横条10的内部准确地对准各探测器模块4。因此，通过这种两个阶段的过程，在总体上导致装配的简化并因而也导致降低成本，因为不再需要在探测器支承机构6上设计复杂的结构元件和固定件。此外，通过这种两阶段的过程实现了各探测器模块4非常精确的定位。仅仅对于所述调整装置会产生一次性的附加费用。

Claims (9)

1.一种X线探测装置，它包括一个准直仪(8A、8B)和多个呈矩阵状排列的探测元件(4)，这些探测元件(4)借助该准直仪(8A、8B)按行和列对准找齐，其特征为：一列探测元件(4)构成一个横条(10)地对准并固定在一个共同的支承件(12)上，以及各横条(10)固定在一个探测器支承机构(6)上。

2.按照权利要求1所述的X线探测装置，其中，所述探测元件(4)粘结在所述支承件(12)上。

3.按照权利要求1所述的X线探测装置，其中，所述探测元件(4)固定在所述支承件(12)的固定件(14)上。

4.按照权利要求1至3之一所述的X线探测装置，其中，各个横条(10)分别与一个准直仪元件(8B)连接并与其共同固定在所述探测器支承机构(6)上。

5.按照权利要求1至4之一所述的X线探测装置，其中，各个探测元件(4)分别与一个准直仪元件(8A)连接，并与此准直仪元件(8A)共同对准在所述支承件(12)上。

6.一种制造X线探测装置的方法，该X线探测装置包括一个准直仪(8A、8B)和多个矩阵状排列成行和列的探测元件(4)，其特征为：首先将排成一列的探测元件(4)对准找齐成一排，然后在这个已对准找齐的位置状态下将它们固定在一个支承件(12)上，接着将所述支承件(12)固定在一个探测器支承机构(6)上。

7.按照权利要求6所述的方法，其中，在所述支承件(12)上的固定通过粘结和/或借助固定件(14)进行。

8.按照权利要求6或7所述的方法，其中，分别将一个准直仪元件(8B)与一个各自的横条(10)连接，以及与此横条(10)共同固定在所述探测器支承机构(6)内。

9.按照权利要求6或7所述的方法，其中，分别将各个探测元件(4)与一个准直仪元件(8A)连接并与它共同对准找齐和固定在所述支承件(12)上。

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