DE3205747C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Vielzellen-Szintilla­ tionsdetektor eines CT-Abtasters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Szintillationsdetek­ tor ist aus der US-PS 41 87 427 bekannt.
Szintillationsdetektoren dieser Art sind von Bedeutung in CT (Computer-Tomographie)-Scannern oder -Abtastern. Im Gegensatz zu den ersten einfachen Abtastern, bei denen nur eine sehr kleine Anzahl (etwa 30) Detektoren benutzt worden sind, enthalten moderne Abtaster hunderte von De­ tektorzellen. Es wird versucht, diese vielen Detektorzel­ len so eng wie praktisch möglich unterzubringen, um die räumliche Auflösung zu vergrößern und sie so wirksam wie praktisch möglich zu machen, um die Kontrastauflösung zu steigern.
Zu den bekannten Szintillationsdetektoren gehört die reflektie­ rende Detektorzelle gemäß der eingangs genannten US-PS 41 87 427. Das Innere jeder Zelle wird hochreflektierend ge­ macht,um optische Verluste bei der Übertragung von Licht aus dem Szintillationskristall zu den am Boden und an der Decke der Zelle an­ geordneten Photodetektordioden zu minimieren. Dort wird die Lehre gegeben, die Abfühldioden am Boden und an der Decke der Zelle anzubrin­ gen, um sie vor einfallender Strahlung zu schützen; bei ungenauer Anordnung der Dioden wird jedoch die Möglichkeit einer Lichtstreuung zwischen den Zellen geschaffen, durch die sich Einstreuungs- oder Neben­ sprechprobleme ergeben. Daher müssen die Dioden wäh­ rend des Zusammenbauvorgangs mit ihren zugeordneten Zellen sorgfältig ausgerichtet werden, was eine hochgradige Sorgfalt seitens des Monteurs erfordert. Schließlich werden die Ab­ tastdioden und ihn Szintillationskristall erst während des Zu­ sammenbauvorganges zusammengefügt; danach kann zwar ein Ele­ ment ausgetauscht oder umpositioniert werden, aber nicht alle Elemente.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen Vielzellen-Szintillations­ detektor derart auszugestalten, daß seine einzelnen Zellen vor dem endgültigen Zusammenbau vorgetestet werden können, damit die Kenndaten von mehreren Zellen vor dem Zusammenbau vor angepaßt und dementsprechend die kritischen Toleranzen minimiert werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß auf jeder Kollimatorplatte der Szintilla­ torkörper und die Halbleiteranordnungen befestigt sind, die die vom Szintillatorkörper abgegebene Strahlung in elektri­ sche Signale umwandelt. Dabei entstehen allein durch Einsetzen der im folgenden als Einheitszelle bezeichneten Baueinheit aus Kollimatorplatte, Szintillatorkörper und Halbleiteran­ ordnung in passende Schlitze die Detektorkammern oder Detek­ torzellen, so daß jede einzelne Einheitszelle leicht in einer Vorrichtung im voraus getestet werden kann, um ihre Kenndaten vor dem Einbau in eine Detektoranordnung voraus­ zubestimmen. Dadurch können die Einheitszellen nach ihren tatsächlich gemessenen Kenndaten klassifiziert und Einheits­ zellen mit gleichen Kenndaten für den späteren Einbau zusam­ mengefaßt werden. Dabei kann jede Einheitszelle an jeder Stelle der Detektoranordnung angeordnet werden und braucht nur befestigt und elektrisch angeschlossen zu werden, um ihre vorgesehene Funktion erfüllen zu können. Die einzelnen Einheitszellen können auch je nach Bedarf leicht gegenein­ ander ausgetauscht werden oder ausgewechselt werden.
Die Erfindung wird nun anhand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Szintillations­ detektors,
Fig. 2 eine perspektivische Teilschnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Einheitszelle,
Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 1 und
Fig. 5 eine Ansicht längs der Linie 5-5 in Fig. 4 mit mehreren Einheitszellen.
Fig. 1 zeigt einen Detektor des Typs, der zur Verwendung in einem Dreh/Dreh-CT-Abtaster besonders geeignet ist. Der Detektor hat ein Gehäuse 20 mit gekrümmter Form, das zwei Endteile 21, 22, eine Rückwand 23 und ein vorderes Fen­ ster 24 aufweist, die einen Raum umschließen, der mehrere Detektorzellen enthält. Wenn die Detektormatrix in einem CT-Abtaster angeordnet ist, befindet sie sich gegenüber einer Röntgenstrahlungsquelle, wobei sich der Brennfleck der Quelle im Mittelpunkt des Detektorbogens befindet. Die Rönt­ genstrahlungsquelle und der Detektor sind in Bezug aufeinan­ der so befestigt, daß ein fächerförmiges Bündel von durch die Quelle erzeugter Strahlung auf das Detektorfenster 24 fällt, um mehrere elektrische Signale zu erzeugen, und zwar eines durch jede Zelle innerhalb der Detektorbaugruppe. Die Quelle-Detektor-Baugruppe wird um eine Patientenöffnung ge­ dreht, um eine große Anzahl von Röntgenablesungen zu erzeu­ gen, die zu dem Rekonstruktionscomputer gesendet werden, der das CT-Bild errechnet.
Gemäß Fig. 2 sind die Endteile 21, 22 des Gehäuses 20 jeweils eine zusammengesetzte Baugruppe, die mehrere Nuten oder Schlitze 26 zum Aufnehmen der unten beschriebenen Einheits­ zellen hat. Die Schlitze 26 sind derart mit der Röntgen­ strahlungsquelle ausgerichtet, daß, wenn die Einheitszellen eingebaut sind, mehrere Detektorzellen gebildet sind, die die einfallende Strahlung in kleinen Inkrementen über dem Detektorbogen messen. Der Einfachheit halber und wegen der erwiesenen Zuverlässigkeit beim genauen Haltern von Wolfram­ platten in einem CT-Detektor, wird ein abmessungs­ stabiles, maschinell bearbeitetes Keramiksubstrat, das in einer kommerziellen Ausführungsform eines Xenon­ detektors benutzt wird (und in der US-PS 41 19 853 beschrieben ist) bevorzugt für den Zweck verwendet, die einander gegenüberliegenden Halterungsschlitze für die Einheitszellen zu schaffen. Zu diesem Zweck wer­ den Abschnitte 30, 31 aus maschinell bearbeitbarer Glaskera­ mik durch spanab­ hebende Präzisionsbearbeitung mit mehreren Schlitzen 26 ver­ sehen, die die Zellenposition und den Abstand für jede der Zellen in der Detektormatrix festlegen. Zweckmäßig können die Abschnitte aus maschinell bearbeitbarer Glaskeramik als Bausteine mit Längen von 152,5 mm oder 178 mm hergestellt werden, die dann einander gegenüberliegend zusam­ mengebaut werden. Die Abschnitte 30, 31 werden mit Befestigungssub­ straten 32, 33 verbunden, die vorzugsweise aus Titan oder rostfreiem Stahl des Typs 430 bestehen, welche einen Wärme­ ausdehnungskoeffizienten haben, der dem der maschinell be­ arbeitbaren Glaskeramik eng angepaßt ist. Andere kompatible Materialien können bei Bedarf benutzt werden. Die so verbun­ denen Unterbaugruppen werden dann in dem Detektorkörper ange­ ordnet, der gekrümmte Teile 34, 35, vorzugsweise aus Alumi­ nium, aufweist, die in einem vorbestimmten Abstand durch Endteile 36, 37 (Fig. 1) miteinander verbunden sind. Die Baugruppe wird durch die Befestigung des hinteren Deckels 23 weiter versteift. Weil die Aluminiumteile einen Wärmeaus­ dehnungskoeffizienten haben, der von dem der Unterbaugruppen aus maschinell bearbeitbarer Glaskeramik und rostfreiem Stahl wesentlich verschieden ist, werden die zusammengesetz­ ten Endteile 21, 22 durch Mittel zusammengehalten, die eine Relativbewegung zwischen diesen Elementen gestatten. Insbesondere ziehen Kopfschrauben 40, 41, die über Teller­ federn 42, 43 wirken und in Gewindelöcher 44, 45 in den Sub­ straten aus rostfreiem Stahl eingeschraubt sind, die Sub­ strate mit den verbundenen Platten aus maschinell bearbeit­ barer Glaskeramik an die Aluminiumteile. Gemäß Fig. 4 wird ausreichendes Spiel zwischen dem Schaft der Kopfschrauben 40, 41 und den Aluminiumkörpern 34, 35 gelassen, das eine ge­ ringfügige Relativbewegung gestattet, die durch eine Tempe­ raturänderung verursacht werden könnte.
Nun wird in Verbindung mit dieser Präzi­ sionsbefestigungsanordnung eine Einheitsdetektorzelle vor­ gesehen, die auf einem einzigen Substrat sämtliche Elemente hat, welche zum Umwandeln von einfallender Röntgenstrahlung in ein meßbares elektrisches Signal erforderlich sind. Dabei ist eine solche Einheitszelle in jeder Zellenposition in der Detektormatrix leicht positionierbar und braucht nur befe­ stigt und elektrisch angeschlossen zu werden, um ihre vor­ gesehene Funktion erfüllen zu können. Demgemäß besteht die so hergestellte Detektormatrix aus mehreren Zellen, die, je nach Bedarf, leicht gegeneinander vertauscht oder aus­ getauscht werden können.
Fig. 3 zeigt eine Einheitsdetektorzelle 50 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Zelle 50 weist eine Grundplatte 51 auf aus hochdichtem Material, wie Wolfram, die als Kollimator für die Zelle dient. Mit der Seite 52 der Platte 51 ist ein Szintillatorkörper 54 verbunden, der mit seiner Längsachse parallel zu dem vorderen Rand der Platte 51 angebracht ist. Röntgenstrahlung, die auf die Zelle fällt, wird durch den Szintillatorkörper 54 absorbiert, der Licht im Verhältnis zu der absorbierten Röntgenstrahlungsmenge erzeugt. Das ge­ genwärtig bevorzugte Szintillatormaterial ist Cadmiumwolf­ ramat, das eine sehr geringe Hysterese und ein sehr geringes Nachglimmen aufweist. Andere Szintillatormaterialien, wie mit Thallium aktiviertes Cäsiumjodid, können jedoch ebenfalls benutzt werden.
Zum Maximieren des Lichtsammelwirkungsgrades innerhalb der Zelle wird die Wolframplatte 51 zuerst poliert und dann an der Oberfläche auf beiden Flächen 52, 53 mit einem hochre­ flektierenden Material überzogen. Gegenwärtig wird bevorzugt, eine dünne Schicht Silber durch Aufdampf- oder Zerstäu­ bungsüberzugstechniken aufzubringen, auf die dann ein Schutz­ überzug aus Magnesiumfluorid aufgebracht wird. Zum Wieder­ auffangen von Licht, das sonst über die Rückseite der Zelle entweichen würde, ist an der Platte 51 eine reflektierende Schiene 55 befestigt, die insgesamt parallel zu dem Szintil­ lator 54 und zu dem hinteren Rand der Platte angeordnet ist. Die Schiene kann zwar aus Metall bestehen, vorzugsweise wird jedoch Borsilikatglas verwendet, weil dessen Wärmeausdeh­ nungskoeffizient dem von Wolfram sehr ähnlich ist. Auf die Fläche 56 wird eine reflektierende Aluminiumschicht auf­ gebracht.
Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind dem Szintillator 54 und den reflektierenden Elementen lichtempfindliche Einrichtungen zugeordnet, die hier als ein Paar PIN-Photodiodenanordnungen 60, 61 dargestellt sind, welche in bezug auf die anderen Elemente präzise positioniert und mit der Platte 51 verbunden sind, um das Licht, das durch den Szintillator 54 auf den Empfang von Röntgenstrah­ lung hin erzeugt wird, in ein meßbares elektrisches Signal umzuwandeln. Vorzugsweise wer­ den die Dioden in der photoelektrischen Betriebsart betrie­ ben und der durch sie erzeugte Strom wird als ein Maß für den einfallenden Röntgenstrahlungsfluß abgefüllt. Die aktive Diodenabfühlfläche, die mit 62 bezeichnet ist, bedeckt im wesentlichen das gesamte Ende der zugeordneten reflektierenden Zelle. Das aktive Diodenelement ist mit Hilfe von elektrisch leitendem Epoxidharz mit einem Substrat 63 verbunden, wel­ ches vorzugsweise ein Keramikmaterial ist, das einen Wärme­ ausdehnungskoeffizienten hat, der dem der zugeordneten Wolf­ ramplatte 51 sehr nahe kommt. Das Keramiksubstrat kann auf relativ enge Toleranzen geformt und/oder maschinell bearbei­ tet werden, um eine ebene Befestigungsfläche zum genauen Positionieren der Diode auf ihrer Befestigungsplatte zu schaffen. Zwei Anschlußdrähte 64 verbinden das aktive Dioden­ element mit einer Leiterbahn 65, die Befestigungsstreifen 66 für die Befestigung von Drähten zum Verbinden der Einheits­ zelle mit der übrigen CT-Elektronik hat.
Zum Maximieren des Signalpegels werden die PIN-Photodioden 60, 61 in Paaren benutzt, und zwar eine an jedem Ende der Zelle. Das Betreiben der Dioden in der photoelek­ trischen Betriebsart gestattet, die Signale zu summieren, indem einfach die Dioden unter Verwendung eines Drahtleiters parallel geschaltet werden, so daß die Summe der Ströme, die durch die beiden Dioden erzeugt werden, der Abfühlelektronik des Abtasters zugeführt wird. Gemäß Fig. 4 verbindet ein ge­ meinsamer Signaldraht 67 die Signalpfade 65 der Dioden 60, 61 und verbindet diese mit einer Schaltungsplatte 69 a am Eingang der Datenerfassungseinheit. Ein gemein­ samer Rückleitungsdraht 68 ist mit einer leitenden Folie 69 jeder Diode verbunden, die mit dem Diodensubstrat über das obenerwähnte elektrisch leitende Epoxidharz in elektrischem Kontakt ist.
Es ist wichtig anzumerken, daß die Dioden 60, 61 auf der Wolframplatte mit Abstand von dem oberen und dem un­ teren Rand derselben angeordnet sind. Erstens ergibt das den Vorteil, daß Einstreueffekte, die sonst zwischen bekannten Zellen mit über den Kollimatorplatten und außerhalb der Zellen ange­ ordneten Dioden auftreten könnten, wesentlich reduziert oder eliminiert werden. Ein weiterer Vorteil ist die genaue Zellenpositionierung, die erreicht wird, indem die Platte mit der obenerwähnten Präzisionsschlitzanordnung kompatibel gemacht wird.
Fig. 5 zeigt mehrere Einheitszellen 50, die in einem Teil der Matrix von Fig. 1 nebeneinander angeordnet sind. Es ist zu erkennen, daß die ebenen Kollimatorplatten 51 in einander gegenüberliegende Schlitze 26 in den geschlitzten Endteilen 21, 22 eng eingepaßt sind. Die Dioden 60, 61 be­ finden sich innerhalb der Zelle und sind vor Streulicht zwischen den Zellen durch die enge Einpassung der Platten 51 in die Schlitze 26 abgeschirmt. Die hintere reflektierende Schiene 55 verhindert einen wesentlichen Lichtverlust an der Rückseite der Zelle. In Verbindung mit der vorderen Abdichtung, die nachfolgend beschrieben wird, ist die Zelle ausreichend lichtdicht, so daß das Einstreuen in einer gro­ ßen Matrix kein Problem ist.
Im Betrieb trifft der auf die Matrix von Fig. 5 einfallende Strahlungsfluß (in die Papierebene gerichtet) auf die Szin­ tillatoren 54 auf. Die Absorption der Röntgenphotonen durch den Szintillator hebt die Atome in dem Szintillator in höhe­ re Energiezustände, die anschließend auf niedrigere Energie­ zustände abfallen, was mit der Emission von Licht eines charakteristischen Wellenlängebereiches verbunden ist. Das Licht fällt entweder direkt auf die empfindlichen Flächen 62 der gegenüberliegenden Dioden 60, 61 oder wird auf diese reflektiert, und zwar durch die Fläche 52 des zugeordneten Detektors, die Fläche 53 des benachbarten Detektors, die re­ flektierende Fläche 56 der am Ende angeordneten Schiene 55 oder irgend­ eine Kombination derselben, damit die Dioden ein elektri­ sches Signal erzeugen, das der Erfassungselektronik des CT-Abtasters zugeführt wird, um eine Ablesung für die jewei­ lige Zelle zu erzeugen.
Es ist wichtig anzumerken, daß der Darstellung in Fig. 5 jede Zelle praktisch in sich vollständig ist; das einzige Element, das der Zelle hinzugefügt werden muß, um diese zu vervollständigen (mit Ausnahme des weiter unten beschriebe­ nen vorderen Fensters), ist die reflektierende Wand, die durch die benachbarte Zelle gebildet wird. Da diese Oberfläche von Zelle zu Zelle ziemlich konstant ist, kann die hier be­ schriebene Einheitszelle leicht in einer Vorrichtung ge­ testet werden, um ihre Kenndaten nach der Herstellung und vor dem Einbau in eine Matrix vorherzubestimmen. Demgemäß ist es nun möglich, Zellen nach den tatsächlich gemessenen Kenndaten zu klassifizieren und Zellen mit gleichen Kennda­ ten für den späteren benachbarten Einbau zusammenzufassen. Schließlich kann die Einheitszelle durch Präzisionsaufnahme- und -Einsetzmaschinen zusammengebaut werden, um den Menschen als Irrtumsfaktor auszuschließen und um die Zellenkomponen­ ten in Bezug aufeinander genau und wiederholbar anzuordnen.
Die Möglichkeit, entweder die Zellen einer Vorauswahlprüfung zu unterziehen, um übereinstimmende Kenndaten zu finden, oder Zellen innerhalb einer Matrix in Abhängigkeit von der Matrixleistung auszutauschen, ist besonders wichtig, wenn bedacht wird, daß jede Zelle so wie ihre Nachbarn anspre­ chen soll, daß aber einige Zellen für das rekonstruierte Bild wichtiger sind als andere. Die wichtigste Zelle in der gesamten Matrix ist diejenige in der Mitte, da sie die Strah­ len abfühlt, die genau durch die Mitte des Objekts gehen, und so an der Rekonstruktion jedes Bildelements beteiligt ist. Die Zellen mit der geringsten Bedeutung sind die­ jenigen an den Rändern der Matrix, die Strahlen abfühlen, welche nur durch die Randteile der Körper hindurchgehen. Es hat sich gezeigt, daß das Optimieren ungefähr der mittle­ ren 50 Zellen mit Bezug auf Linearität und Leistung am wichtigsten ist und daß die übrigen Zellen außerhalb davon zwar wichtig sind, aber nicht dieselbe Bedeutung wie die mittleren 50 Zellen erfordern. Da die hier beschriebene und beanspruchte Einheitszelle es nun möglich macht, die Zellen einer Vorauswahlprüfung zu unterziehen, um genau überein­ stimmende Kenndaten zu finden (oder um eine Matrix zu bauen, diese zu testen und dann Zellen untereinander auszutau­ schen), können somit die in der Mitte befindlichen 50 Zellen im größtmöglichen Ausmaß einander angepaßt werden, so daß sich noch genauere Rekonstruktionen ergeben.
Die Einheitszellen können zwar in der Detektormatrix auf verschiedene Weise befestigt werden, beispielsweise durch die Epoxidharzverklebung, die bei dem erwähn­ ten Xenondetektor angewandt wird, oder durch verschiedene andere mechanische Einrichtungen, bevorzugt wird jedoch die Verwendung der elastischen Befestigungstechnik, bei der dem Fenster elastische Mittel zugeordnet sind, um mehrere Platten gegen einen vorderen Anschlag und in Kontakt mit dem Fenster zu drücken, damit die Platten fest, aber elastisch gehaltert sind und eine Lichtabdichtung am vorderen Plattenrand erhal­ ten wird.
Die Fig. 2 und 4 zeigen ein Paar vordere Anschlagteile 70, 71, die dem geschlitzten Teil der Endteile 21, 22 zugeordnet sind. Die Anschlagteile haben eine gekrümmte Form und können zur thermischen Anpassung an den geschlitzten Halter aus Ti­ tan oder rostfreiem Stahl bestehen, ebenso wie die Grundplatten 32, 33. Vorzugsweise werden die Teile 70, 71 mit den Elementen 30, 31 aus maschinell bearbeitbarer Glaskeramik verbunden, um eine gekrümmte Plattenbezugsposi­ tion für jede Platte in der Baugruppe festzulegen.
Zum Abdichten der Matrix gegenüber dem Eintritt von Licht von außen unter gleichzeitiger Minimierung der Absorption von Röntgenstrahlungsfluß ist das vordere Fenster 24 mittels eines Graphitfensterelements 73 verschlossen. Vorzugsweise besteht das Fenster aus einem nichtmetallischen Träger, der aus drei oder mehr als drei Schichten aus Graphitfasern auf­ gebaut ist, wobei jede Schicht als Gewebe ausgebildet ist und durch Epoxidharz zusammengehalten wird. Die Epoxidharz­ zusammensetzung wird optimiert, um eine gute thermische An­ passung an die Elemente aus Wolfram und maschinell bearbeit­ barer Glaskeramik in der Zelle zu schaffen. Vorzugsweise sind Dichtungsstreifen 74, 75 zwischen Rippen 76, 77 der Aluminiumendteile und des Graphitfensters angeordnet. Die Rippen 76, 77 bilden außerdem geeignete Flächen zum Befesti­ gen von Abschirmungen 78, 79 aus Blei, die das Fenster 24 begrenzen und die PIN-Photodioden 60, 61 vor direktem Em­ pfang von Röntgenstrahlung schützen.
An der Innenfläche des Graphitfensters 73 ist ein langge­ streckter elastischer Streifen 80 befestigt, der so bemessen ist, daß er zwischen die Anschlagteile 70, 71 paßt und im nichtzusammengedrückten Zustand etwas über die durch die An­ schläge festgelegte Plattenbezugsposition hinaus in die Zel­ le vorsteht. Somit hat das Einführen einer Platte in ihre zugeordneten Schlitze und das Vorschieben der Platte gegen die Anschläge ein geringfügiges Zusammendrücken des elasti­ schen Streifens 80 zur Folge, wodurch eine Lichtabdichtung zwischen benachbarten Zellen geschaffen wird. Vorteilhafter­ weise werden auf der Innenfläche 81 des elastischen Materials 80 Mittel vorgesehen, die das Licht zurück in die Zelle reflek­ tieren, um den Lichtsammelwirkungsgrad weiter zu verbessern. Um das zu erreichen, wird ein reflektierender Streifen 82 aus Polyterephtalsäure-glykolester auf der Fläche 81 des elastischen Materials 80 so befestigt, daß die reflektierende Oberfläche in die Zelle gerichtet ist.
Zusammen mit diesen Fensterelementen können elastische Mittel vorgesehen sein, um mehrere Einheitszellen gegen das vordere Fenster zu drücken, damit sowohl jede Zelle genau positio­ niert als auch die erwünschte Lichtabdichtung erzeugt wird. Zu diesem Zweck sind zwei elastische Verriegelungsteile 90, 91 vorgesehen, vorzugsweise Neoprenkautschuk mit einer Härte von etwa 50. Diese Kautschuk- oder Gummielemente haben vor­ zugsweise eine Länge in der Größenordnung von 25 oder 50 mm, so daß sie einer begrenzten An­ zahl von Zellen zugeordnet sind. Jedes Element hat einen Hauptschenkel 92 zum Berühren der geschlitzten Elemente 30, 31 aus maschinell bearbeitbarer Glaskeramik und einen klei­ nen Schenkel 93 zum gleichzeitigen Berühren einer Ecke der Platte 50. Ein unelastisches Teil, wie die Platte 95, die die­ selbe Länge wie die elastische Befestigung 90 hat, ist an der hinteren Innenfläche des Aluminiumgehäuses mittels Schrauben 96 befestigt, wodurch der Hauptschenkel 92 den Träger aus maschinell bearbeitbarer Glaskeramik berührt und der kleine Schenkel 93 durch Kontakt mit dem Rand der Plat­ te etwas verformt wird und dadurch die Platte zwangsläufig in ihre Plattenbezugsposition gedrückt und in dieser gehal­ ten wird, wobei ihr vorderer Rand an den Anschlägen 70, 71 anliegt und der gesamte vordere Rand in den reflektierenden Mylarstreifen 82 gedrückt wird und so eine wirksame Lichtab­ dichtung erzeugt wird.
Bei dem Fertigungsvorgang (oder bei einem Austausch im Feld, falls erforderlich) gibt es keine kritischen Toleranzen, die der Arbeiter zu beachten hat, wenn er Zellen einfügt oder untereinander austauscht. Die kritischen Toleranzen werden durch eine Aufspannvorrichtung in der Fabrik erzielt, wenn die Diode, der Szintillator und andere Elemente auf der Plat­ te angeordnet werden. Wenn eine Platte einzuführen ist, braucht sie nur in ihren Schlitz geschoben und in ihrer Lage verriegelt zu werden. Wenn die bevorzugte elastische Befe­ stigung benutzt wird, drückt diese die bewußte Platte und ihre Nachbarn in die Bezugsposition und erzeugt gleichzeitig eine Lichtabdichtung. Wenn eine Zelle im Feld ausgewechselt werden soll, braucht der Servicetechniker nur die Platten 95 für die bewußte Zelle zu entfernen, die elastischen Befesti­ gungen 90 für die bewußte Zelle herauszuheben, die beiden Drähte von der Datenerfassungssystemverbindungsplatte 69 a für die bewußte Zelle abzulöten und dann die Zelle aus ihrer Befestigung herauszuziehen. Eine neue Zelle wird eingesetzt, indem die Arbeitsfolge einfach umgekehrt wird, wobei der Servicetechniker keine kritischen Toleranzen zu beachten hat, da diese automatisch erzielt werden, wenn die Zelle wieder verriegelt wird.

Claims (2)

1. Vielzellen-Szintillationsdetektor eines Röntgen- Computertomografie-Abtasters,
bestehend aus einer Vielzahl von nebeneinander an­ geordneten Detektorzellen, die jeweils mindestens eine lichtreflektierende Kollimatorplatte, einen Szintillatorkörper und eine Fotodiode aufweisen, bei dem die Detektorzellen zwischen zwei gekrümm­ ten, einander gegenüberliegenden Endteilen ange­ ordnet sind und
bei dem die Fotodioden so angeordnet sind, daß sie von der zu messenden Röntgenstrahlung nicht be­ strahlt werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Endteile (21, 22) Schlitze (26) aufweisen,
daß in einander gegenüberliegende Schlitze (26) die Kollimatorplatten (51) der Detektorzellen (50) mit Paßsitz eingeschoben sind, und
daß Szintillatorkörper (54) und Fotodiode (60, 61) einer Detektorzelle (50) an der Kollimatorplatte (51) mit Abstand von einer benachbarten Kollimator­ platte (51) angeordnet sind.
2. Szintillationsdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Kollimatorplatte (51) an dem von der Einfall­ richtung der Röntgenstrahlung abgewandten Rand der Kollimatorplatte eine reflektierende Schiene (55) befestigt ist, die parallel zu dem Szintillatorkörper (54) und zu diesem Rand angeordnet ist.
DE19823205747 1981-02-23 1982-02-18 Reflexionshohlraumszintillationsdetektor und dafuer vorgesehenes einheitszellenelement Granted DE3205747A1 (de)

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US06/236,738 US4417144A (en) 1981-02-23 1981-02-23 Modular solid-state detector cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3205747A1 DE3205747A1 (de) 1982-09-16
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US (1) US4417144A (de)
JP (1) JPS57153288A (de)
DE (1) DE3205747A1 (de)
IL (1) IL64718A0 (de)
NL (1) NL186473C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19850116A1 (de) * 1998-10-30 2000-05-11 Siemens Ag Strahlungsdetektor mit mehreren Leuchtstoffkörpern, die durch einen Trennkörper optisch gegeneinander isoliert sind, Verwendung des Strahlungsdetektors und Trennkörper

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4429227A (en) * 1981-12-28 1984-01-31 General Electric Company Solid state detector for CT comprising improvements in collimator plates
JPS58168980A (ja) * 1982-03-31 1983-10-05 Toshiba Corp 放射線検出器
US4607164A (en) * 1982-07-28 1986-08-19 Hitachi, Ltd. Radiation detecting apparatus
US4491732A (en) * 1982-08-25 1985-01-01 General Electric Company Optical potting of solid-state detector cells
EP0109206A3 (de) * 1982-11-15 1985-08-21 Picker International, Inc. Verfahren und Gerät zur Computer-Tomographie
US4521689A (en) * 1983-02-24 1985-06-04 General Electric Company Modular radiation-detecting array
JPS6061671A (ja) * 1983-09-14 1985-04-09 Toshiba Corp 放射線検出器窓部材
US4845731A (en) * 1985-06-05 1989-07-04 Picker International Radiation data acquistion
FR2598250B1 (fr) * 1986-04-30 1988-07-08 Thomson Csf Panneau de prise de vue radiologique, et procede de fabrication
JP2752045B2 (ja) * 1988-12-05 1998-05-18 株式会社日立メディコ 多素子放射線検出器およびその製造方法ならびにx線ct装置
US6859514B2 (en) * 2003-03-14 2005-02-22 Ge Medical Systems Global Technology Company Llc CT detector array with uniform cross-talk
US7099429B2 (en) * 2003-10-06 2006-08-29 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Scintillator arrays for radiation detectors and methods of manufacture
US7544947B2 (en) * 2006-03-08 2009-06-09 Aeroflex Colorado Springs Inc. Cross-talk and back side shielding in a front side illuminated photo detector diode array

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031396A (en) * 1975-02-28 1977-06-21 General Electric Company X-ray detector
GB1559664A (en) * 1977-02-17 1980-01-23 Tokyo Shibaura Electric Co Semiconductor radiation detector
JPS5823911B2 (ja) * 1977-02-17 1983-05-18 株式会社東芝 マルチチャネル型半導体放射線検出器
GB1564385A (en) * 1977-03-24 1980-04-10 Emi Ltd Arrangements for detecting ionising radiation
US4119853A (en) * 1977-06-09 1978-10-10 General Electric Company Multicell X-ray detector
US4161655A (en) * 1977-11-28 1979-07-17 General Electric Company Multi-cell detector using printed circuit board
US4187427A (en) * 1978-01-09 1980-02-05 General Electric Company Structure for collimated scintillation detectors useful in tomography
JPS55142262A (en) * 1979-04-24 1980-11-06 Toshiba Corp Semiconductor radiant ray detector
DE2943027C2 (de) * 1979-10-24 1983-09-08 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Strahlendiagnostikgerät für die Erzeugung von Schichtbildern eines Aufnahmeobjektes
US4338521A (en) * 1980-05-09 1982-07-06 General Electric Company Modular radiation detector array and module

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19850116A1 (de) * 1998-10-30 2000-05-11 Siemens Ag Strahlungsdetektor mit mehreren Leuchtstoffkörpern, die durch einen Trennkörper optisch gegeneinander isoliert sind, Verwendung des Strahlungsdetektors und Trennkörper

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0565833B2 (de) 1993-09-20
US4417144A (en) 1983-11-22
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NL186473C (nl) 1990-12-03
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DE3205747A1 (de) 1982-09-16

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