DE19853646A1

DE19853646A1 - Photodiodenarray für ein skalierbares Mehrschnitt-Abtastungs-Computer-Tomographie-System

Info

Publication number: DE19853646A1
Application number: DE19853646A
Authority: DE
Inventors: David Michael Hoffman
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 1999-05-27
Also published as: IL127004A0; JP4630407B2; US6115448A; JPH11231062A; IL127004A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Compu ter-Tomographie-Abbildung und insbesondere Halbleiterarrays hoher Dichte, die in Verbindung mit Computer-Tomographie- Systemen verwendet werden.

Zumindest bei einigen Computer-Tomographie- (CT-)Abbildungssystemanordnungen projiziert eine Röntgenstrahl quelle einen kollimierten fächerförmigen Strahl, so daß er in einer X-Y-Ebene eines kartesischen Koordinatensystems liegt, die im allgemeinen als Abbildungsebene bezeichnet wird. Der Röntgenstrahl fällt durch den abgebildeten Gegenstand, wie einen Patienten. Nachdem der Strahl durch den Gegenstand ge dämpft wurde, trifft er auf ein Array von Strahlungserfas sungseinrichtungen. Die Intensität der an dem Erfassungsarray empfangenen gedämpften Strahlung hängt von der Dämpfung des Röntgenstrahls durch den Gegenstand ab. Jedes Erfassungsele ment des Arrays erzeugt ein separates elektrisches Signal, das ein Maß der Strahldämpfung an dem Erfassungsort dar stellt. Die Dämpfungsmaße von allen Erfassungseinrichtungen werden zur Erzeugung eines Übertragungsprofils separat er faßt.

Bei bekannten CT-Systemen der dritten Generation drehen sich die Röntgenstrahlquelle und das Erfassungsarray mit einem Faßlager in der Abbildungsebene und um den abzubildenden Ge genstand, so daß sich der Winkel, an dem der Röntgenstrahl den Gegenstand schneidet, konstant ändert. Röntgenstrahlquel len enthalten typischerweise Röntgenröhren, die den Röntgen strahl an einem Brennpunkt emittieren. Röntgenstrahlerfas sungseinrichtungen enthalten typischerweise einen Kollimator zur Kollimation von an der Erfassungseinrichtung empfangenen Röntgenstrahlen, einen an den Kollimator angrenzenden Scin tillator und an den Scintillator angrenzende Photodioden.

Mehrschnitt-CT-Systeme werden zum Erhalten von Daten für eine erhöhte Anzahl von Schnitten während einer Abtastung verwen det. Bekannte Mehrschnitt-Systeme enthalten typischerweise Erfassungseinrichtungen, die allgemein als dreidimensionale Erfassungseinrichtungen bekannt sind. Bei derartigen dreidi mensionalen Erfassungseinrichtungen bildet eine Vielzahl von Erfassungselementen separate Kanäle.

Mehrschnitt-Erfassungseinrichtungen erzeugen weitaus mehr Da ten als Einschnitt-Erfassungseinrichtungen. Diese Fähigkeit zur Erzeugung einer größeren Menge an Daten ist allerdings nicht immer erforderlich oder erwünscht. Beispielsweise er fordern verschiedene durch ein CT-System durchgeführte Tests keine hohe Schnittquantität oder hohe Schnittauflösung. Auch kann sich bei derart großen Mengen an erfaßten Daten die zur Durchführung einer Abtastung erforderliche Zeit erhöhen, wor aus sich höhere Kosten und ein geringerer Durchsatz ergeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hochdich te-Halbleiterarray auszugestalten, das die Übertragung von Daten von einer veränderbaren Anzahl von Schnitten ermög licht, um eine Anpassung an die spezifischen Erfordernisse eines Tests zu erreichen. Ferner sollte auch ein Halblei terarray mit einer veränderbaren Schnittauflösung ausgestal tet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Hochdichte- Halbleiterarray gelöst, das gemäß einem Ausführungsbeispiel Datensignale für eine vorausgewählte Anzahl von Schnitten und eine Schnittauflösung oder Schnittdicke erzeugt. Insbesondere enthält das Halbleiterarray eine Vielzahl von in Reihen und Spalten angeordneten Photodioden. Ein Scintillatorarray ist optisch mit dem Halbleiterarray gekoppelt. Jede Photodiode erzeugt ein analoges Ausgangssignal auf niedrigem Pegel, das die Lichtausgabe jedes Scintillators darstellt. Daten werden für eine vorausgewählte Anzahl von Schnitten und Schnittauf lösungen durch wahlweise Kombination von Ausgangssignalen von verschiedene Reihen der Photodioden erzeugt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Halbleiterarray durch Abscheiden oder Ausbilden eines Arrays von Photodioden auf einem Substrat hergestellt. Ausgangsleitungen von dem Photodiodenarray sind mit einem Datenerfassungssystem zur Um wandlung der Ausgangssignale in digitale Signale zur nachfol genden Verarbeitung elektrisch verbunden.

Das vorstehend angeführte Halbleiterarray ermöglicht die Aus wahl der Anzahl von Schnitten von Daten, die für jede Drehung des CT-Systems elektrisch zu übertragen sind. Außerdem ermög licht das Halbleiterarray die Auswahl der Schnittdicke zur Erzeugung verschiedener Schnittauflösungen. Infolgedessen kann die Anordnung bzw. der Aufbau des Halbleiterarrays zur Anpassung an spezifische Erfordernisse und Anforderungen des Tests geändert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie len unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher be schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine bildliche Darstellung eines CT-Abbildungssystems,

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild des in Fig. 1 ge zeigten Systems,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines CT-System- Erfassungsarrays,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines in Fig. 3 ge zeigten Erfassungsmoduls,

Fig. 5 verschiedene Konfigurationen des Erfassungsmoduls ge mäß Fig. 4 in einem Vier-Schnitt-Modus,

Fig. 6 eine Draufsicht eines in Fig. 4 gezeigten Erfassungs moduls,

Fig. 7 eine Seitenansicht eines Abschnitts des in Fig. 6 ge zeigten Erfassungsmoduls,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Erfassungsmo duls zur Datenerfassungssystemverbindung vor dem Befestigen eines Gehäuses,

Fig. 9 eine vergrößerte Draufsicht des in Fig. 8 gezeigten zweiten Endes eines flexiblen Kabels,

Fig. 10 eine vergrößerte Draufsicht der Rückwandplatinenan schlußflächen,

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung der elastischen Ver bindungseinrichtung, wobei ein Teil des Isoliermaterials ent fernt ist,

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses zur Be festigung der Verbindungseinrichtung an die Rückwandplatine und

Fig. 13 eine Seitenansicht eines Abschnitts des in Fig. 4 ge zeigten Erfassungsmoduls.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Computer-Tomographie- (CT-)Abbildungssystem 10 gezeigt, das ein Faßlager 12 enthält, das eine CT-Abtasteinrichtung der dritten Generation dar stellt. Das Faßlager 12 weist eine Röntgenstrahlquelle 14 auf, die Röntgenstrahlen 16 in Richtung eines Erfassungsar rays 18 auf der entgegengesetzten Seite des Faßlagers 12 pro jiziert. Das Erfassungsarray 18 wird von Erfassungsmodulen 20 gebildet, die zusammen die projizierten Röntgenstrahlen er fassen, die durch einen medizinischen Patienten 22 hindurch fallen. Jedes Erfassungsmodul 20 erzeugt ein elektrisches Si gnal, das die Intensität eines auftreffenden Röntgenstrahls und somit die Dämpfung des Strahls darstellt, wenn er durch den Patienten 22 hindurchfällt. Während einer Abtastung zur Erfassung von Röntgenstrahlprojektionsdaten, drehen sich das Faßlager 12 und die daran angebrachten Komponenten um einen Drehmittelpunkt 24.

Die Drehung des Faßlagers 12 und der Betrieb der Röntgen strahlquelle 14 werden durch eine Steuereinrichtung 26 des CT-Systems 10 gesteuert. Die Steuereinrichtung 26 enthält ei ne Röntgenstrahlsteuereinrichtung 28, die die Röntgenstrahl quelle 14 mit Energie und Zeitsignalen versorgt, und eine Faßlagermotorsteuereinrichtung 30, die die Drehgeschwindig keit und Position des Faßlagers 12 steuert. Ein Datenerfas sungssystem (DAS) 32 in der Steuereinrichtung 26 tastet ana loge Daten von den Erfassungsmodulen 20 ab und wandelt die Daten in digitale Signale zur nachfolgenden Verarbeitung um. Eine Bildrekonstruktionseinrichtung 34 empfängt abgetastete und digitalisierte Röntgenstrahldaten von dem Datenerfas sungssystem 32 und führt eine Bildrekonstruktion mit hoher Geschwindigkeit durch. Das rekonstruierte Bild wird einem Computer 36 als Eingangssignal zugeführt, der das Bild in ei ner Massenspeichereinrichtung 38 speichert.

Der Computer 36 empfängt auch Befehle und Abtastparameter von einem Bediener über eine Konsole 40, die eine Tastatur auf weist. Eine zugehörige Kathodenstrahlröhrenanzeigeeinrichtung 42 ermöglicht es dem Bediener, das rekonstruierte Bild und andere Daten von dem Computer 36 zu überwachen. Die von dem Bediener zugeführten Befehle und Parameter werden von dem Computer 36 zur Ausbildung von Steuersignalen und Informatio nen für das Datenerfassungssystem 32, die Röntgenstrahlsteu ereinrichtung 28 und die Faßlagermotorsteuereinrichtung 30 verwendet. Außerdem bedient der Computer 36 eine Tischmotor steuereinrichtung 44, die einen motorisierten Tisch 46 zur Positionierung des Patienten 22 im Faßlager 12 steuert. Ins besondere bewegt der Tisch 46 Abschnitte des Patienten 22 durch eine Faßlageröffnung 48.

Wie es in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, enthält das Erfas sungsarray 18 eine Vielzahl von Erfassungsmodulen 20. Jedes Er fassungsmodul 20 enthält ein Hochdichte-Halbleiterarray 52 und ein mehrdimensionales Scintillatorarray 56, das über dem und angrenzend an das Halbleiterarray 52 angeordnet ist. Ein (nicht gezeigter) Kollimator ist über den und angrenzend an das Scintillatorarray 56 zur Kollimation von Röntgenstrahlen 16 angeordnet, bevor derartige Strahlen auf das Scintillator array 56 treffen. Insbesondere enthält das Halbleiterarray 52 eine Vielzahl von Photodioden 60, eine Schaltvorrichtung 68 und eine Dekodiereinrichtung 72. Die Photodioden 60 können einzelne Photodioden oder ein mehrdimensionales Photodioden array sein. Die Photodioden 60 sind auf einem (nicht gezeig ten) Substrat abgeschieden bzw. ausgebildet. Das Scintilla torarray 56 ist wie bekannt über den und angrenzend an die Photodioden 60 angeordnet. Die Photodioden 60 sind mit dem Scintillatorarray 56 optisch gekoppelt und weisen elektrische Ausgangsleitungen 76 zur Übertragung von Signalen auf, die die Lichtausgabe durch das Scintillatorarray 56 darstellen. Jede Photodiode 60 erzeugt ein separates analoges Ausgangs signal mit niedrigem Pegel, das ein Maß der Strahldämpfung für einen bestimmten Scintillator des Scintillatorarrays 56 ist. Die Photodiodenausgangsleitungen 76 können beispielswei se auf einer Seite des Moduls 20 oder auf einer Vielzahl von Seiten des Moduls 20 physikalisch angeordnet sein. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, sind die Photodiodenausgangsleitungen 76 auf gegenüberliegenden Seiten des Photodiodenarrays angeord net.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält das Erfassungsarray 18, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, 57 Erfassungsmodule 20. Je des Erfassungsmodul 20 enthält ein Halbleiterarray 52 und ein Scintillatorarray 56, wobei jedes eine Arraygröße von 16×16 hat. Infolgedessen weist das Array 18 16 Reihen und 912 Spal ten (16×57 Module) auf, wodurch die Erfassung von 16 gleichzeitigen Schnitten von Daten bei jeder Drehung des Faß lagers 12 ermöglicht wird.

Die Schaltvorrichtung 68 ist ein mehrdimensionales Halblei terschalterarray mit ähnlicher Größe wie das Halbleiterarray 52. Die Schaltvorrichtung 68 ist zwischen das Halbleiterarray 52 und das Datenerfassungssystem 32 geschaltet. Die Halblei tereinrichtung bzw. Schaltvorrichtung 68 enthält gemäß einem Ausführungsbeispiel zwei Halbleiterschalter 80 und 82. Die Schalter 80 und 82 enthalten jeweils eine Vielzahl von Feld effekttransistoren (FET) (nicht gezeigt), die in einem mehr dimensionalen Array angeordnet sind. Jeder FET enthält eine mit einer der jeweiligen Photodiodenausgangsleitungen 76 elektrisch verbundene Eingangsleitung, eine Ausgangsleitung und eine (nicht gezeigte) Steuerleitung. Die FET-Ausgangs- und Steuerleitungen sind mit dem DAS 32 über ein flexibles elektrisches Kabel 84 elektrisch verbunden. Insbesondere ist ungefähr eine Hälfte der Photodiodenausgangsleitungen 76 mit jeder FET-Eingangsleitung des Schalters 80 elektrisch verbun den, wobei die andere Hälfte der Photodiodenausgangsleitungen 76 mit den FET-Eingangsleitungen des Schalters 82 elektrisch verbunden sind.

Die Dekodiereinrichtung 72 steuert den Betrieb der Schaltvor richtung 68, um Photodiodenausgänge 64 entsprechend einer gewünschten Schnittanzahl und Schnittauflösungen für jeden Schnitt freizugeben, zu sperren oder zu kombinieren. Die De kodiereinrichtung 72 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel ein bekannter Dekoderchip oder eine bekannte FET- Steuereinrichtung. Die Dekodiereinrichtung 72 enthält eine Vielzahl von Ausgangs- und Steuerleitungen, die mit der Schaltvorrichtung 68 und dem Datenerfassungssystem 32 verbun den sind. Insbesondere sind die Dekodiereinrichtungsausgänge mit den Schaltvorrichtungssteuerleitungen elektrisch verbun den, um die Schaltvorrichtung 68 zur Übertragung der richti gen Daten von den Schaltvorrichtungseingängen zu den Schalt vorrichtungsausgängen zu befähigen. Die Dekodiereinrichtungs steuerleitungen sind mit den Schaltvorrichtungssteuerleitun gen elektrisch verbunden und bestimmen, welcher der Deko diereinrichtungsausgänge freigegeben wird. Unter Verwendung der Dekodiereinrichtung 72 werden bestimmte FETs in der Schaltvorrichtung 68 freigegeben, gesperrt oder kombiniert, so daß bestimmte Photodiodenausgänge 64 mit dem CT-System-DAS 32 elektrisch verbunden sind. Gemäß einem Ausführungsbei spiel, das als 16-Schnitt-Modus definiert ist, befähigt die Dekodiereinrichtung 72 die Schaltvorrichtung 68 dazu, alle Reihen des Halbleiterarrays 52 mit dem DAS 32 zu verbinden, woraus sich 16 gleichzeitige Schnitte von Daten ergeben, die mit dem DAS 32 elektrisch verbunden sind. Natürlich sind auch viele andere Schnittkombinationen möglich.

Beispielsweise kann die Dekodiereinrichtung 72 auch aus ande ren Mehrfach-Schnitt-Modi, einschließlich Ein-, Zwei- und Vier-Schnitt-Modi auswählen. Wie es in Fig. 5 gezeigt ist, kann die Schaltvorrichtung 68 durch Übertragung auf den ge eigneten Dekodiereinrichtungssteuerleitungen für den Vier- Schnitt-Modus konfiguriert werden, so daß Daten von vier Schnitten von einer oder mehreren Reihen des Photodiodenar rays 52 erfaßt werden. In Abhängigkeit von der spezifischen Konfiguration der Schaltvorrichtung 68, wie sie durch die De kodiereinrichtungssteuerleitungen definiert ist, können ver schiedene Kombinationen der Photodiodenausgänge 64 freigege ben, gesperrt oder kombiniert werden, so daß die Schnittdicke aus 1, 2, 3 oder 4 Reihen von Photodiodenarrayelementen be stehen kann. Zusätzliche Beispiele enthalten einen Ein schnitt-Modus, der einen Schnitt mit Schnitten von 1,25 mm Dicke bis zu 20 mm Dicke enthält, und einen Zwei-Schnitt- Modus, der zwei Schnitte mit Schnitten von 1,25 min Dicke bis zu 10 mm Dicke enthält. Zusätzliche Modi über die beschriebe nen hinaus sind möglich.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Schaltvorrichtung 68 und die Dekodiereinrichtung 72 in einem FET-Array 90 kombi niert. Das FET-Array 90 enthält eine Vielzahl von Feldeffekt transistoren (FET) (nicht gezeigt), die in einem mehrdimen sionalen Array angeordnet sind. Gemäß einem Ausführungsbei spiel und gemäß den Fig. 6 und 7 werden zwei Halblei tereinrichtungen 94 und 96 derart verwendet, daß eine Hälfte der Photodiodenausgangsleitungen 64 mit der Einrichtung 94 und eine Hälfte der Photodiodenausgangsleitungen 64 mit der Einrichtung 96 verbunden ist. Die FET-Arrays 94 und 96 ent halten jeweils jeweilige Eingangsleitungen 100 und 102, Aus gangsleitungen 104 und 106 und (nicht gezeigte) Steuerleitun gen. Im Inneren der Einrichtung 94 sind die Eingangsleitungen 100 mit den Schaltvorrichtungseingangsleitungen elektrisch verbunden, die Ausgangsleitungen 104 sind mit den Schaltvor richtungsausgangsleitungen elektrisch verbunden, und die De kodiereinrichtungsausgangsleitungen sind mit den FET- Steuerleitungen elektrisch verbunden. Der Schalter 96 ist in tern genauso wie der Schalter 94 aufgebaut.

Das flexible elektrische Kabel 84 enthält ein erstes Ende (nicht gezeigt), ein zweites Ende (nicht gezeigt) und eine Vielzahl elektrischer Drähte 112, die dazwischen verlaufen. Das Kabel 84 kann beispielsweise aus zwei Kabeln 116 und 118 gebildet sein, die jeweils erste Enden 120 und 122 und je weils zweite Enden 124 und 128 aufweisen, oder gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel aus einem einzelnen Kabel (nicht gezeigt) mit mehrfachen ersten Enden (nicht gezeigt) aufgebaut sein. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die FET- Ausgangs- und Steuerleitungen des FET-Arrays 94 mit Drähten 112 des Kabels 116 verbunden, und die FET-Ausgangs- und Steu erleitungen des FET-Arrays 96 sind mit Drähten 112 des Kabels 118 verbunden. Insbesondere ist jede FET-Ausgangs- und Steu erleitung elektrisch mit einem Draht 112 der jeweiligen er sten Kabelenden 120 und 122 verbunden. Die jeweiligen ersten Kabelenden 120 und 122 werden in festem elektrischen Kontakt mit den FETs durch Befestigungsklammern 126A und 126B gehal ten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel und gemäß der Fig. 8, 9 und 10 sind die Kabel 116 und 118 identisch. Wird insbesonde re das Kabel 116 betrachtet, enthält das zweite Ende 124 eine Vielzahl von Anschlußflächen 140, die in einem Muster ange ordnet sind. Jede Anschlußfläche 140 ist elektrisch mit einem Draht 112 am zweiten Kabelende 124 verbunden. Das zweite Ka belende 124 ist elektrisch mit einer DAS-Rückwandplatine 142 unter Verwendung einer elastischen Verbindungseinrichtung verbunden (in den Fig. 7, 8 und 9 nicht gezeigt). Die Rückwandplatine 142 enthält eine Vielzahl von Anschlußflächen 148, die wie die Anschlußflächen 140 in einem Muster angeord net sind. Die Rückwandplatinenanschlußflächen 148 sind mit (nicht gezeigten) DAS-Eingangs- und Steuerleitungen elek trisch verbunden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Anschlußflächen 140 in einem Muster mit zwei parallelen Rei hen 152 und 154 angeordnet, die Anschlußflächen 148 sind gleichermaßen mit zwei parallelen Reihen 158 und 162 ausge legt, und zwei elastische (nicht gezeigte) Verbindungsein richtungen werden zur elektrischen Verbindung der Anschluß flächen 140 und 148 verwendet. Jede elastische Verbindungs einrichtung enthält eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Lei tern, die mit den Anschlußflächen ausgerichtet sind, so daß die Positionierung der elastischen Verbindungseinrichtungen zwischen dem zweiten Kabelende 124 und der Rückwandplatine 142 die Anschlußflächen 140 und 148 elektrisch verbindet. Insbesondere ist die erste elastische Verbindungseinrichtung zwischen den Anschlußflächenreihen 152 und 158 angeordnet, und die zweite elastische Verbindungseinrichtung ist zwischen den Anschlußflächenreihen 154 und 162 angeordnet. Das zweite Kabelende 124 ist an der Rückwandplatine 142 mit einem (nicht gezeigten) Gehäuse befestigt. Das Kabel 118 ist an der Rück wandplatine 142 auf ähnliche Weise angeschlossen.

Gemäß Fig. 11 enthält eine elastische Verbindungseinrichtung 170 zumindest einen Leiter 174, der an allen Seiten von einem Isoliermaterial 178 umgeben ist. Enden der elastischen Ver bindungseinrichtung sind nicht mit dem Isoliermaterial 178 bedeckt, so daß der Leiter 174 eine elektrische Verbindung mit den Flächen 140 und 148 herstellen kann. Gemäß einem Aus führungsbeispiel enthält die elastische Verbindungseinrich tung 170 eine Vielzahl goldplattierter Messingleiter 174. Die Leiter 174 können derart beabstandet sein, daß ein einzelner Leiter 174 eine elektrische Verbindung zwischen jeder An schlußfläche 140 und jeder Anschlußfläche 148 herstellt. Al ternativ dazu können die Leiter 174 derart beabstandet sein, daß eine Vielzahl von Leitern 174 eine elektrische Verbindung zwischen jeder Anschlußfläche 140 und jeder Anschlußfläche 148 herstellt.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel und gemäß Fig. 12 paßt ein Gehäuse 192 über eine Vielzahl von zweiten Kabelenden und ist an der Rückwandplatine 142 befestigt. Insbesondere drückt das Gehäuse 192 die elastische Verbindungseinrichtung 170 zwi schen das flexible zweite Kabelende 124 und die Rückwandpla tine 142, so daß elektrische Verbindungen durch die Anschluß flächen 140 und 148 über die elastischen Leiter 174 herge stellt werden. Infolgedessen werden die Ausgangsleitungen 76 mit den Rückwandplatineneingangsleitungen elektrisch verbun den, und die FET-Steuerleitungen werden mit den DAS- Steuerleitungen zur Konfiguration der Erfassungsmodul- Halbleiterschalter 80 und 82 verbunden. Das Gehäuse 192 ist an der Rückwandplatine 142 unter Verwendung zumindest einer (nicht gezeigten) Schraube befestigt.

Bei der Herstellung des Erfassungsmoduls 20 und gemäß Fig. 13 wird das Halbleiterarray 52, das das Scintillatorarray 56 und die FET-Arrays 94 und 96 enthält, auf einem Substrat 200 auf bekannte Art und Weise abgeschieden bzw. ausgebildet, so daß Photodioden 60 angrenzend an und zwischen den Arrays 94 und 96 positioniert sind. Die Photodiodenausgänge 64 werden dann mit den Eingängen 100 und 102 der jeweiligen FET-Arrays 94 und 96 verbunden. Insbesondere wird eine Hälfte der Photodi odenausgänge 64 durch Drahtbonden mit den FET-Arrayeingängen 100 verbunden, und eine Hälfte der Photodiodenausgänge 64 wird durch Drahtbonden mit den jeweiligen FET-Arrayeingängen 102 verbunden, so daß jeder Ausgang 64 mit einer FET- Eingangsleitung elektrisch verbunden ist. Die Photodiodenaus gänge werden mit den FET-Eingangsleitungen unter Verwendung verschiedener Drahtbondverfahren verbunden, die beispielswei se auch das bekannte Aluminiumdraht-Keilbonden und das Gold draht-Kugelbonden enthalten.

Die jeweiligen ersten Kabelenden 120 und 122 sind angrenzend an die jeweiligen FET-Arrays 94 und 96 angeordnet und mit dem Substrat 200 beispielsweise unter Verwendung eines (nicht ge zeigten) Klebemittels verbunden. Ein Teil der FET-Ausgangs- und Steuerleitungen wird dann mit den Drähten 112 des Kabels 116 durch Drahtbonden verbunden, und ein Teil der FET- Ausgangs- und Steuerleitungen wird mit den Drähten 112 des Kabels 118 durch Drahtbonden verbunden, so daß ein elektri scher Pfad zwischen jeder FET-Ausgangsleitung und einem Draht 112 und jeder FET-Steuerleitung und einem Draht 112 erzeugt wird. Die FET-Ausgangs- und Steuerleitungen werden gleicher maßen wie die Photodiodenausgangsleitungen 64 durch Drahtbonden den verbunden, wobei Drahtbonds bzw. Drahtverbindungen allge mein als Bonds bzw. Verbindungen 300 bezeichnet sind. Die er sten Kabelenden 120 und 122 werden unter Verwendung von Befe stigungsklammern 126A und 126B an Ort und Stelle gehalten.

Nach der Befestigung der Erfassungsmodule 20 in dem Erfas sungsarray 18 werden die zweiten Kabelenden 124 und 128 mit dem DAS 32 verbunden, so daß ein elektrischer Pfad zwischen den Photodiodenausgangsleitungen 76 und den DAS-Eingängen vorhanden ist, und die FET-Steuerleitungen werden mit den DAS-Ausgängen zur Freigabe der FET-Arrays elektrisch verbun den. Insbesondere ist ein erstes Ende der elastischen Verbin dungseinrichtung 170 an die Rückwandplatine 142 angrenzend angeordnet, so daß die elastischen Leiter 174 angrenzend an die Anschlußflächen 148 angeordnet sind. Dann werden flexible zweite Kabelenden 124 angrenzend an ein zweites Ende der ela stischen Verbindungseinrichtung 170 angeordnet, so daß die elastischen Leiter 174 angrenzend an die Anschlußflächen 140 angeordnet sind. Nach der Anordnung des Gehäuses 192 über und angrenzend an das zweite Kabelende 124 wird das Gehäuse 192 an der Rückwandplatine 142 befestigt, bis die elastische Ver bindungseinrichtung 170 derart zusammengedrückt ist, daß die elastischen Leiter 174 mit den Anschlußflächen 140 des zwei ten Kabelendes und den Rückwandplatinenanschlußflächen 140 elektrisch verbunden sind.

Im Betrieb bestimmt der Bediener die Anzahl von Schnitten und die Dicke jedes Schnitts. Die geeigneten Konfigurationsinfor mationen werden zu den Arraysteuerleitungen zur Konfiguration der Schaltvorrichtung 68 unter Verwendung der Dekodierein richtung 72 übertragen. Wenn Röntgenstrahlen 16 auf die Er fassungsmodule 20 auftreffen, werden Daten für die ausgewähl te Konfiguration zu dem Datenerfassungssystem 32 übertragen.

Das vorstehend beschriebene Halbleiterarray ermöglicht die Auswahl der Anzahl von Schnitten von Daten, die für jede Dre hung des CT-Systems elektrisch zu übertragen sind. Außerdem ermöglicht das Halbleiterarray die Auswahl der Schnittdicke zur Erzeugung verschiedener Schnittauflösungen. Infolgedessen kann die Konfiguration bzw. der Aufbau des Halbleiterarrays zur Anpassung an die spezifischen Erfordernisse und Anforde rungen des Tests geändert werden.

Erfindungsgemäß ist ein Hochdichte-Halbleiterarray für ein skalierbares Mehrschnitt-Computer-Tomographie-System be schrieben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält das Halb leiterarray eine Vielzahl von in Reihen und Spalten angeord neten Photodioden. Ein Scintillatorarray ist mit dem Halblei terarray optisch gekoppelt. Jede Photodiode erzeugt ein ana loges Ausgangssignal auf niedrigem Pegel, das die Lichtausga be jedes Scintillators darstellt. Das Halbleiterarray ermög licht die Auswahl der Anzahl von Schnitten von Daten, die für jede Drehung des CT-Systems elektrisch zu übertragen sind.

Claims

1. Hochdichte-Halbleiterarray (52) für ein Mehrschnitt- Computer-Tomographie-Gerät (10) mit
einer Vielzahl von als Array aufgebauten Photodioden (60) und
einem mit dem Photodiodenarray optisch gekoppelten Scin tillatorarray (56).

2. Hochdichte-Halbleiterarray nach Anspruch 1, wobei das Scintillatorarray und das Photodiodenarray 16×16-Arrays sind.

3. Hochdichte-Halbleiterarray nach Anspruch 1, ferner mit einem mit Photodiodenarrayausgängen (76) elektrisch ver bundenen Schalter (68).

4. Hochdichte-Halbleiterarray nach Anspruch 3, wobei der Schalter eine Vielzahl von Feldeffekttransistoren aufweist.

5. Hochdichte-Halbleiterarray nach Anspruch 4, wobei je der Feldeffekttransistor mit einem der Photodiodenarrayaus gänge durch Drahtbonden verbunden ist.

6. Hochdichte-Halbleiterarray nach Anspruch 3, wobei der Schalter ein Array von Feldeffekttransistoren aufweist.

7. Hochdichte-Halbleiterarray nach Anspruch 3, wobei das Photodiodenarray und der Schalter sich auf einem Substrat (200) befinden.

8. Hochdichte-Halbleiterarray nach Anspruch 3, ferner mit einer mit dem Schalter verbundenen Dekodiereinrichtung (72), wobei die Dekodiereinrichtung zur Steuerung des Be triebs des Schalters zur Verbindung der Photodiodenarrayaus gänge entsprechend einer vorausgewählten Anzahl von Schnitten und einer Schnittdicke konfiguriert ist.

9. Hochdichte-Halbleiterarray nach Anspruch 8, wobei die Dekodiereinrichtung den Schalter zum wahlweisen Betrieb in einer Vielzahl von Schnittmodi steuert.

10. Erfassungsmodul (20) für ein Computer-Tomographie- Gerät (10) mit
einem Hochdichte-Halbleiterarray (52) mit einer Vielzahl von Photodioden (60),
einem mit dem Hochdichte-Halbleiterarray optisch gekop pelten Scintillatorarray (56) und
zumindest einem flexiblen Kabel (84), das an einem Ende mit Ausgängen des Hochdichte-Halbleiterarrays verbunden ist.

11. Erfassungsmodul nach Anspruch 10, ferner mit einem Schalter (68), der zwischen den Hochdichte- Halbleiterarrayausgängen und dem flexiblen elektrischen Kabel elektrisch angeschlossen ist.

12. Erfassungsmodul nach Anspruch 11, wobei der Schalter mit dem Hochdichte-Halbleiterarray und dem flexiblen Kabel durch Drahtbonden verbunden ist.

13. Erfassungsmodul nach Anspruch 11, wobei der Schalter eine Vielzahl von Feldeffekttransistoren aufweist.

14. Erfassungsmodul nach Anspruch 13, wobei das flexible elektrische Kabel eine Vielzahl von elektrischen Drähten auf weist, wobei jeder Feldeffekttransistor mit einem der elek trischen Drähte elektrisch verbunden ist.

15. Erfassungsmodul nach Anspruch 10, wobei das Hoch dichte-Halbleiterarray und die Scintillatorarrays 16×16- Arrays sind.

16. Mehrschnitt-Erfassungseinrichtung (18) für ein Com puter-Tomographie-Gerät (10) mit
einem Erfassungseinrichtungsgehäuse (192),
einer Vielzahl von mit dem Erfassungseinrichtungsgehäuse verbundenen Erfassungsmodulen (20), die wahlweise zur Erzeu gung von Ausgängen entsprechend einer vorausgewählten Anzahl von Schnitten und einer Schnittdicke konfigurierbar sind, und
einem an die Erfassungsmodule angrenzenden Kollimatorar ray.

17. Mehrschnitt-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 16, ferner mit einer mit den Ausgängen der Erfassungsmodule elek trisch verknüpften Rückwandplatine (142).

18. Mehrschnitt-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 17, wobei jedes Erfassungsmodul zumindest ein flexibles elektri sches Kabel aufweist, wobei jedes elektrische Kabel zwischen jedem Erfassungsmodul und der Rückwandplatine elektrisch an geschlossen ist.

19. Mehrschnitt-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 18, ferner mit zumindest einer elastischen Verbindungseinrichtung (170), die ein Ende jedes elektrischen Kabels mit der Rück wandplatine elektrisch verbindet.

20. Mehrschnitt-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 19, wobei die Rückwandplatine eine Vielzahl von Eingängen auf weist, wobei ein Ende jedes flexiblen Kabels und jeder Ein gang der Rückwandplatine eine Anschlußfläche aufweist, und wobei die Anschlußflächen zur elektrischen Verbindung der elastischen Verbindungseinrichtung konfiguriert sind.

21. Mehrschnitt-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 20, wobei die elastische Verbindungseinrichtung eine Vielzahl von silberimprägnierten Silikonschichtleitern aufweist.

22. Mehrschnitt-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 20, wobei die elastische Verbindungseinrichtung eine Vielzahl von goldplattierten Messing- oder Nickelleitern aufweist.

23. Mehrschnitt-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 16, wobei die Erfassungsmodule in einer Vielzahl von Schnitt-Modi arbeiten.

24. Mehrschnitt-Erfassungseinrichtung nach Anspruch 23, wobei für den Vier-Schnitt-Modus eine ausgewählte Schnittdic ke zumindest eine Reihe aufweist.