[發明專利]粗略分段的檢測器架構及其制造方法

無效

• 申請號: 201210431799.0
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN103083034A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: A.伊赫列夫;J.A.考策爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;G01N23/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜甜;朱海煜

技術領域

本發明的實施例一般涉及診斷成像，并且更具體地來說涉及在降低系統制造成本的同時保持圖像質量的方法和設備。

背景技術

典型地，在計算機層析(CT)成像系統中，X射線源向受檢者或對象(如患者或一件行李)發射扇形射束。下文中，術語“受檢者”和“對象”應包括能夠被成像的任何東西。在被受檢者衰減之后，射束撞擊在輻射檢測器陣列上。檢測器陣列處接收的衰減的射束輻射的強度典型地取決于受檢者對X射線束的衰減。檢測器陣列的每個檢測器單元產生指示每個檢測器單元接收的衰減的射束的分離電信號。這些電信號被傳送到數據處理系統以用于分析，這樣最終產生圖像。

一般地，X射線源和檢測器陣列繞著門架在成像平面內且圍繞受檢者旋轉。X射線典型地包括X射線管，其在焦點處發射X射線束。X射線檢測器典型地包括用于拒收來自患者的散射X射線的準直器、用于將X射線轉換成準直器鄰近的光能的閃爍器、和用于從鄰近閃爍器接收光能并由此產生電信號的光電二極管。典型地，閃爍器陣列中的每個閃爍器將X射線轉換成光能。每個閃爍器將光能釋放到與之鄰近的光電二極管。每個光電二極管檢測光能并生成對應的電信號。然后將光電二極管的輸出傳送到數據處理系統以用于圖像重構。

典型地，檢測器陣列由大量的檢測器模塊制造，這些檢測器模塊是各自分離地進行制造，測試并在組裝期間安裝到檢測器陣列中。例如，在一個設計中，檢測器陣列由57個模塊制造而成，每個模塊具有沿著檢測器陣列的通道或x方向的16個通道。已知設計的模塊可以在檢測器陣列的切片(slice)或z方向上包括8、16、32、64或更多個像素。

但是，由于這些模塊設計的復雜性：要包括高密度互連、背光二極管的陣列綁定(array?bonding)、未填滿(underfill)和種種其他問題，所以制造和測試這些模塊非常昂貴。而且，隨著復雜性增加，模塊制造和測試期間的良品率(yield)損失的概率也隨之增加。再者，構成檢測器陣列的模塊以高精確度彼此對齊和定位，典型地要求大約數微米。因此，典型地，該檢測器陣列是在作為單獨操作單元的試驗間中制造的，然后在更大的組裝間中安裝并測試。

此外，在一些系統設計或應用中，可能期望減少沿切片方向的檢測器覆蓋量(例如，減少到8個切片的覆蓋)，以便降低系統成本，從而在覆蓋與成本之間能夠實現成本的折衷。但是，在其他系統設計或應用中，可能期望增加沿切片方向的覆蓋量(例如，增加到如16、64或256個切片)。因此，有可期望基于z覆蓋和成本折衷的多種設計配置。盡管如此，每個檢測器設計包括不同數量的z覆蓋。即，8切片檢測器典型地由8切片檢測器組件設計而成，16切片檢測器典型地由16切片檢測器組件設計而成，等等…，從而產生期望的每種覆蓋量的不同系統設計。因此，不同切片覆蓋設計中典型地沒有太多共性，從而導致用于每種唯一的設計分離的組件和組裝及測試工序。

因此，不僅存在與個體檢測器模塊的制造和測試相關聯的種種問題，而且因為不同檢測器設計具有不同的z覆蓋量，所以整體系統成本、復雜性和良品率也會受影響。并且，在一些市場上，如發展中國家，對于“高端”成像能力需求較少，因為此類系統的定價可能過高，同時提供并無太大需求的功能性(如，64個切片或256個切片的覆蓋)。例如，具有64切片能力或更大能力的系統更多地是面向一次旋轉對完整器官成像的需求。但是，在一些市場上，更需要的是具有較之高端掃描能力遠遠更多的基本掃描能力，系統成本成為遠遠更重要的驅動力。換言之，在一些市場上，期望可具有如下選擇：購買傾向于低成本的系統，其中用戶愿意放棄更高端的掃描能力。

因此，在成像應用中存在降低檢測器陣列的成本和復雜性的需求，尤其是在更有限的z覆蓋量以面向市場的價值端的系統設計中存在這種需求。因此，期望設計一種降低CT系統的成本同時提供基本的檢測器覆蓋量、系統和性能能力的設備和方法。

發明內容

本發明是一種用于使用成本有效、高度可靠且可服務的模塊成像的直接的方法和設備。

根據一個方面，一種CT系統包括具有用于接納要掃描的對象的開口的可旋轉門架、該可旋轉門架具有檢測器安裝表面，附接到門架且配置成向對象投影X射線束的X射線源，各安裝在一個視場(FOV)內以及直接安裝到可旋轉門架的檢測器安裝表面的多個檢測器模塊，配置成從多個檢測器模塊的至少其中之一接收輸出的數據采集系統(DAS)，以及編程為從DAS獲取對象的成像數據的投影并使用成像數據生成對象的圖像的計算機。