[發明專利]基于無縫拼接的光電傳感探測器及制備方法

無效

• 申請號: 201010504428.1
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN102445703A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 焦啟剛;謝舒平
• 申請（專利權）人: 上海生物醫學工程研究中心
• 主分類號: G01T1/00
• 分類號: G01T1/00;A61B6/00;G01N23/04
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及一種基于無縫拼接的光電傳感探測器及制備方法，屬輻射探測技術領域。

背景技術

在工業無損檢測及醫療行業，射線探測器技術的應用廣泛，而隨著半導體技術的發展，用于射線探測的平板探測器的動態范圍和量子檢測效率都得到了很大的提升，因此，在醫療和無損探傷的射線成像系統中更是得到廣泛應用，在數字X射線成像(DR)領域中，已開始廣泛應用大到17英寸見方(43cm*43cm)的大尺寸平板探測器。

然而在一些特殊的領域中，常常希望接受射線的探測器成為弧形或者探測器的感光面能夠有一定的角度，形成扇束或類似扇束探測器接受面。這樣可以減少因射線源發射的射線在探測器上的散射，由此可以有效減低因射線散射帶來的影響，進而可以得到更好的探測圖像。為此，計算機斷層掃描(CT)系統中廣泛采用一種稀土陶瓷材料制備的條形線陣探測器，其是由多個條形探測器拼成圓弧狀而形成弧形探測器線陣。傳統的稀土陶瓷探測器與平板探測器相比，其像素尺寸大，射線利用率低，并且在軸向上的感光面積小等缺點。正是由于受其自身技術所局限，導致CT的分辨率和各種高級重建功能的容積信息難以獲得有效提高。因此近年來，人們嘗試將平板探測器應用于需要弧形探測器的領域，比如椎束CT(CBCT)等。小面積的平板探測已經可以很好地代替原有的稀土陶瓷探測器，比如柯達公司推出的9500錐形束平板CT系統。而且傳統的CT探測器其軸向的覆蓋面積在不斷的增大，如目前東芝公司推出的320排軸向覆蓋范圍為160mm的CT系統，但都無法實現一圈掃描獲得人體大器官的成像，而且由于該類探測器本身技術的限制無法實現軸向的超大面積覆蓋。因此，將大面積的平板探測器用于到非平面探測領域具有廣闊的前景，比如將其用于CT系統中可以有效的解決軸向的覆蓋范圍過小問題，可以達到醫學中真正的軸向超寬覆蓋。而且由大面積平板探測器搭建的CT系統可以完成一圈掃描后真正意義上實現掃描全身各器官，得到全身各個臟器全器官各向同性(Iso-tropic)和各時同性(Iso-phasic)的掃描和成像。因此，大面積的平板探測器應用到上述領域中時，可以很好的解決軸向覆蓋面積過小等問題。但是大面積平板探測器應用于此類弧形探測器的領域(例如CT領域)，仍存在諸多問題，如無法限制散射和串擾、動態響應范圍小等，進而使得在重建圖像上有很大的困難，得到的圖像質量很差，因此很多公司嘗試將大面積平板探測器用于CT系統中，但都無法真正在臨床中應用。

綜上所述，如何解決平板探測器應用于CT等弧形探測器領域所存在的諸多困難，已成為本領域技術人員亟待解決的技術課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于無縫拼接并可成任意夾角的光電傳感探測器及其制備方法，以克服現有大面積平板探測器應用于非平面輻射探測領域所面臨的窘境。

為了達到上述目的，本發明提供的基于無縫拼接的光電傳感探測器包括：兩塊以上探測器模塊，各探測器模塊以無縫拼接方式拼接并成夾角狀，其中，每一探測器模塊都是封裝件，都可以獨立工作。探測器模塊的具體結構包括：用于固定感光元件并且能阻擋射線的底板，從而保護一側的處理電路不受射線的影響；固定在所述底板一側表面的感光元件陣列是用于將感測到的光子信號轉化成電信號；設置在所述底板另一側表面是用于掃描所述感光元件陣列的處理電路，它將各感光元件發出的電信號進行數據處理后傳輸至能形成相應圖像的設備；同時還包括設置于所述感光元件陣列與所述處理電路之間用于電連接的互連電路，所述互連電路可為柔性電路板。

其中，所述探測器模塊的夾角在0°到360°之間；所述感光元件可為光電二極管、CMOS管、或非晶硅光電傳感元件等。

此外，所述基于無縫拼接的光電傳感探測器還將包括覆蓋與所述感光元件陣列表面并將入射至各感光元件的射線轉換為可見光的閃爍體層，其材質可為陶瓷、金屬或復合塑料。

其中，金屬材質如鎢板，鎢鐵合金，鎢銅合金等；陶瓷材質為氧化鋁、氮化鋁、莫來石基板(3Al₂O₃.2SiO₂)、二氧化硅、碳化硅和碳化硼陶瓷等；復合材料為Latigray、Laticonthe材質等。

本發明的基于無縫拼接的光電傳感探測器的制備方法，包括以下步驟：

1)制備感光元件陣列，切割分塊后對每一塊進行沉積或者耦合閃爍體，并對閃爍體部分進行必要的封裝，其中感光陣列與外部進行電路互聯的連接點裸露以便外部電路的互聯；

2)根據分塊后的感光元件陣列的尺寸以及拼接所需模塊的數量制備相應單元的互成角度底板；