检测器模块、检测器及医疗设备的制作方法

本申请涉及医疗设备技术领域，尤其涉及检测器模块、检测器及医疗设备。

背景技术

随着医疗水平的不断发展，越来越多的医疗设备被用于辅助医学诊断或治疗。例如ct(computedtomography，电子计算机断层扫描)设备被用来探测人体疾病。ct设备通过ct检测器探测穿过人体的x射线，并将接收到的光信号转换为电信号。安装在ct检测器的壳体上的多个检测器子模块是ct检测器中用于实现光电转换的重要组件，为了保证ct检测器的诊断效果，需要在壳体上安装较多的检测器子模块。

技术实现要素：

本申请提供一种检测器模块、检测器及医疗设备，可简化对检测器模块采集的数据的处理。

本申请的一个方面提供一种检测器模块，用于探测辐射源发出的经扫描对象衰减后的射线，所述检测器模块包括支架和在所述支架上沿其延伸方向设置的多个检测器子模块；

多个所述检测器子模块在所述支架的延伸方向上排布于至少两个以辐射源的焦点为圆心的目标圆的圆周上，所述检测器子模块接收射线的顶表面与对应的目标圆相切，所述至少两个所述检测器子模块的顶表面相切的目标圆的半径不同。

可选择地，从所述支架的中心向两端，多个所述目标圆的半径逐渐增大。

可选择地，所述检测器子模块的顶表面与对应的目标圆相切于所述顶表面的中心。

可选择地，所述检测器子模块的顶表面与平行于所述支架的纵截面的纵向圆相切于所述顶表面的中心，所述纵向圆的圆心与所述辐射源的焦点之间的距离小于1mm。

可选择地，所述多个检测器子模块沿所述支架的延伸方向对称分布。

可选择地，所述多个检测器子模块中，至少两个检测器子模块相切于同一个目标圆。

本申请的另一个方面提供一种检测器，包括壳体和多个所述的检测器模块；

多个所述检测器模块并列排布在所述壳体上。

本申请的再一个方面提供一种医疗设备，其特征在于，包括扫描架、辐射源及所述的检测器；

所述扫描架形成有用于接收扫描对象的开口；

所述检测器与所述辐射源相对设置在所述扫描架的开口两侧；

所述辐射源用于向所述扫描对象发射射线；

所述检测器用于接收经过所述扫描对象衰减的射线，并将射线转换为电信号。

可选择地，所述医疗设备包括设置于所述检测器子模块接收射线一侧的光栅，在不同半径的目标圆上的所述检测器子模块对应设置的所述光栅高度不同。

可选择地，所述医疗设备包括数据处理模块，用于对同一检测器模块中，在不同半径的目标圆上的所述检测器子模块产生的电信号对应的数据进行分别处理，根据半径大小不同，修正射线穿过不同路径产生的数据差。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的检测器模块、检测器及医疗设备，通过设置多个检测器子模块在支架的延伸方向上排布于至少两个以辐射源的焦点为圆心的目标圆的圆周上，且检测器子模块接收x射线的顶表面与对应的目标圆相切，辐射源辐射的射线可垂直入射到检测器子模块的顶表面与目标圆相切处，在后期对检测器模块生成的电信号进行处理时，对数据的修正较容易，可简化对数据的处理。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1本申请一示例性实施例提供的医疗设备的立体示意图；

图2为图1所示的医疗设备的检测器的立体示意图；

图3为图2所示的检测器的检测器模块的立体示意图；

图4为图3所示的检测器模块的主视图；

图5为图3所示的检测器模块的支架的立体示意图；

图6为图1所示的医疗设备的一个实施例的模块框图。

图中的附图标记分别为：

10、医疗设备；

11、扫描架；

111、开口；

12、辐射源；

121、焦点；

122、射线；

13、检测器；

14、扫描对象；

15、承载台；

16、数据处理模块；

17、图像重建模块；

18、控制模块；

181、承载台控制单元；

182、扫描控制单元；

183、数据采集单元；

19、数据存储装置；

20、输入装置；

21、显示装置；

22、处理器；

30、壳体；

40、检测器模块；

41、支架；

411、模块定位面；

412、凸块；

413、子模块定位面；

414、凸起；

42、检测器子模块；

421、顶表面；

43、电路板；

44、连接线；

50、风扇；

61、目标圆；

62、目标圆。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例提供的检测器模块用于探测辐射源发出经扫描对象衰减后的射线，该检测器模块包括支架和在支架上沿其延伸方向设置的多个检测器子模块。多个检测器子模块在支架的延伸方向上排布于至少两个以辐射源的焦点为圆心的目标圆的圆周上，检测器子模块接收射线的顶表面与对应的目标圆相切，至少两个检测器子模块的顶表面相切的目标圆的半径不同。

本申请实施例提供的检测器包括壳体和多个上述的检测器模块，多个检测器模块并列排布在壳体上。

本申请实施例提供的医疗设备包括扫描架、辐射源及上述的检测器。扫描架形成有用于接收扫描对象的开口。检测器与辐射源相对设置在扫描架的开口两侧。辐射源用于向扫描对象发射射线。检测器用于接收经过扫描对象衰减的射线，并将接收到射线的光信号转换为电信号。

本申请实施例中，多个检测器子模块在支架的延伸方向上排布于至少两个以辐射源的焦点为圆心的目标圆的圆周上，则当检测器模块的长度一定时，可在检测器模块上设置较多的检测器子模块；检测器子模块接收射线的顶表面与对应的目标圆相切，则辐射源发射的射线可垂直入射到检测器子模块的顶表面与目标圆相切处，在后期对检测器模块生成的电信号进行处理时，对数据的修正较容易，可简化数据的处理。

图1所示为一个实施例的医疗设备10的立体示意图。本实施例中的医疗设备10为ct机。医疗设备10包括扫描架11、辐射源12及检测器13。扫描架11形成有用于接收扫描对象14的开口111。辐射源12和检测器13相对设置在扫描架11的开口111两侧。扫描对象14，例如患者，放置于承载台15上，且与承载台15一起可位于开口111内。辐射源12和检测器13相对于扫描架11和扫描对象14旋转进行扫描。

辐射源12用来向扫描对象14发射射线。辐射源12可以发射扇形或锥形的射线束，每一射线束包括若干条射线。辐射源12从其焦点将射线束投射至扫描对象14。辐射源12包括球管(未图示)和高压发生器(未图示)，高压发生器提供高压电给球管，球管产生射线。在本实施例中，射线是x射线。图2所示为一个实施例的检测器13的立体示意图。检测器13包括壳体30和多个检测器模块40，多个检测器模块40并列排布在壳体30上。检测器13用于探测经过扫描对象14衰减后的射线，并将接收的射线的光信号转变为电信号。如图2中所示，每个检测器模块40沿z向延伸，z向为承载台15的行进方向。多个检测器模块40沿x向并列呈弧形排布，且该弧形所在圆的圆心与辐射源12的焦点重合或在焦点附近，例如，圆心与焦点之间的距离小于1mm，如此在x向使辐射源12发出的射线可以垂直入射到检测器模块40。壳体30在x向呈弧形延伸。检测器13包括设置在壳体30的侧部的多个风扇50。风扇50用于对检测器13进行散热，防止检测器13工作时的温度过高。

图3所示为一个实施例的检测器模块40的立体示意图。图4所示为一个实施例的检测器模块40的主视图。如图3和图4所示，检测器模块40用于探测辐射源12发出的射线122经扫描对象14衰减后的射线。检测器模块40包括支架41和在支架41上沿其延伸方向设置的多个检测器子模块42。检测器子模块42用于探测穿过扫描对象14的射线122，并将接受的射线122转变为电信号。当射线122穿过检测对象14，检测对象14使射线122发生衰减。检测对象14内部的组织和结构使穿过检测对象14的若干射线122的衰减程度不同，因此穿过检测对象14的若干射线122的强度不等。衰减后的射线122的光信号被检测器子模块42接收并被转换为电信号，其为代表穿过检测对象14的射线122的强度的信号。每一个检测器子模块42产生的电信号与接收到的衰减后的射线122的光信号强度成正比。在一个实施例中，检测器子模块42包括闪烁体阵列(未图示)、光电二极管(未图示)和基板(未图示)。其中，闪烁体阵列用于接收经过检测对象14衰减后的射线122并将射线122转换为可见光，光电二极管用于基于可见光得到电信号，基板用于承载闪烁体阵列和光电二极管。在一些实施例中，闪烁体阵列可以是32×16或者16×16的矩阵结构。在其他实施例中，检测器子模块42包括碲锌镉晶体(cdznte，czt)，碲锌镉晶体用于接收经过检测对象14衰减的射线并将射线转换为电信号。

多个检测器子模块42在支架41的延伸方向上排布于至少两个以辐射源12的焦点121为圆心的目标圆61、62的圆周上，检测器子模块42的接收射线122的顶表面421与对应的目标圆61、62相切，至少两个检测器子模块42的顶表面421相切的目标圆61、62的半径不同。检测器子模块42的顶表面421与对应的目标圆61、62相切，且目标圆61、62以辐射源12的焦点121为圆心，则辐射源12辐射的射线可垂直入射到顶表面421与目标圆61、62相切处。检测器子模块42对应的目标圆61、62与检测器子模块42的纵截面平行，即在y-z平面内。由于检测器子模块42接收射线的顶表面421与对应的目标圆61、62相切，则辐射源12辐射的射线122可垂直入射到检测器子模块42的顶表面421与目标圆61、62相切处，在后期对检测器模块42生成的电信号进行处理时，修正不同的检测器子模块42接收的射线122因穿过路径的不同产生的数据差，可以不用修正射线与顶表面421所成角的角度对数据的影响，对数据的修正较容易，可简化对数据的处理。

检测器子模块42的顶表面421与对应的目标圆61、62相切于顶表面421的中心或中心附近。在一实施例中，检测器子模块42的顶表面421与平行于支架41的纵截面的纵向圆相切于顶表面421的中心，纵向圆的圆心与辐射源12的焦点121之间的距离小于1mm。纵向圆位于y-z平面内。检测器子模块42的中轴线指向纵向圆的圆心，纵向圆的圆心与焦点121重合或在焦点121附近。

在图4所示的实施例中，检测器子模块42的顶表面421与对应的目标圆61、62相切于顶表面421的中心。检测器子模块42的中轴线指向焦点121。此时检测器子模块42对应的纵向圆与目标圆61、62重合。辐射源12的焦点121辐射的射线垂直入射到顶表面421的中心点，医疗设备10根据检测器子模块42生成的电信号转换成的投影数据重建的图像质量较高。在另一个实施例中，检测器子模块42的顶表面421与对应的目标圆61、62相切于顶表面421的中心附近，此时纵向圆与目标圆61、62不重合，纵向圆的圆心与辐射源12的焦点121不重合，纵向圆的圆心在辐射源12的焦点121附近。此时检测器子模块42的中轴线指向焦点121附近，焦点121发射出的射线垂直入射至检测器子模块42的顶表面421的中心附近。在将检测器子模块42安装于支架41上时，很难保证每个检测器子模块42对应的目标圆61、62均与检测器子模块42的顶表面421相切于顶表面421的中心，在一定的偏差范围内对基于检测器子模块42生成的电信号重建的图像质量影响较小，也可满足医疗诊断的要求。在一个实施例中，检测器子模块42安装于支架41后，与检测器子模块42的顶表面421的中心相切的纵向圆的圆心与辐射源12的焦点121之间的距离小于1mm，从而保证辐射源12的焦点121辐射的射线122垂直入射到顶表面421的较靠近中心的位置，以保证重建的图像质量可满足要求。

继续参见图4，在一个实施例中，从支架41的中心向两端，多个目标圆61、62的半径逐渐增大。检测器子模块42对应的目标圆61、62的半径越大，其顶表面421与辐射源12的焦点121之间的距离越大。为了图示说明的目的，图4中仅示出八个检测器子模块42，然而实际应用中并不限于八个检测器子模块，例如可以包括16个。在图4所示的实施例中，多个检测器子模块42排布在两个以辐射源12的焦点121为圆心的目标圆61、62的圆周上，位于中心附近的检测器子模块42对应的目标圆61的半径r1小于位于两侧的检测器子模块42对应的目标圆62的半径r2。图4仅是示意性的实施例，目标圆的个数并不限于

图4所示的实施例。在其他实施例中，多个检测器子模块42可以排布于三个或更多个目标圆的圆周上。

结合参考图2，本实施例中，可以使用相同的矩形检测器子模块42拼接。从支架41的中心向两端，检测器子模块42对应的目标圆的半径逐渐增大，靠近支架41两端的多个检测器模块40沿x向跨越的宽度与靠近支架41中心处的多个检测器模块40沿x向跨越的宽度之间的差距较小，从而在x向上相邻的检测器子模块42之间的缝隙可以设置得较小，不影响有效地采集扫描数据，有利于提高重建的图像质量。

在一个实施例中，多个检测器子模块42中，至少两个检测器子模块42相切于同一个目标圆。也即是，至少两个检测器子模块42的顶表面421与辐射源12的焦点121之间的距离相同，则至少两个检测器子模块42的顶表面421接收的射线穿过的路径相同。在根据多个检测器子模块42生成的电信号进行图像校正时，对于与辐射源12的焦点121的距离不同的检测器子模块42可采用相同的模型进行修正，后期数据处理更简单。在一个实施例中，相邻的至少两个检测器子模块42相切于同一个目标圆。在另一个实施例中，间隔分布的至少两个检测器子模块42相切于同一个目标圆。在其他实施例中，相邻的至少两个检测器子模块42与间隔分布的检测器子模块42相切于同一个目标圆。在图4所示的实施例中，靠近支架41中心的多个相邻检测器子模块42位于同一个目标圆上，靠近支架41两端的多个检测器子模块42位于另一个目标圆上。在另一个实施例中，靠近中心的多个检测器子模块可以位于半径不同的多个目标圆上，和/或靠近支架41左端和右端的检测器子模块42分别位于半径不同的目标圆上。在其他实施例中，多个检测器子模块42可按照其他方式排布在半径不同的目标圆上。

在一个实施例中，多个检测器子模块42沿支架41的延伸方向对称分布。对称分布的检测器子模块42与辐射源12的焦点121的距离相同，辐射源12辐射的射线122入射到互相对称的检测器子模块42时，射线122穿过的路径相同。在根据多个检测器子模块42生成的电信号进行图像校正时，需要修正不同的检测器子模块42接收的射线122因穿过路径的不同产生的数据差，对于与辐射源12的焦点121的距离不同的检测器子模块42需要采用不同的模型进行修正。将多个检测器子模块42沿支架41的延伸方向对称设置，可使数据处理更加简单。

在一实施例中，检测器模块40包括模数转换电路(未图示)和电路板43。在一个实施例中，模数转换电路集成在检测器子模块42的基板上。模数转换电路把电信号转换为数字信号，并将数字信号发送至电路板43，电路板43把数字信号进行处理并发送至医疗设备的数据处理系统。在另一个实施例中，模数转换电路集成在电路板43上，电路板43通过连接线44与检测器子模块42电连接。电路板43用于把检测器子模块42生成的电信号转换为数字信号并发送至医疗设备的数据处理系统。在一个实施例中，电路板43与电源(未图示)连接，通过连接线44向检测器子模块42供电。

图5所示为一个实施例的支架41的立体示意图。参考图4和5，支架41的顶部形成有模块定位面411，检测器模块40装配到检测器13的壳体30上时，模块定位面411与壳体30定位配合，起到定位的作用。在一个实施例中，为了便于检测器13与壳体30组装，模块定位面411设置在支架41的最外端。在一个实施例中，为了使检测器13与壳体30连接牢固，在支架41的两端分别设置有模块定位面411。在一些实施例中，支架41的两端的模块定位面411对称设置。在图5所示的实施例中，支架41顶部两端分别凸设有凸块412，模块定位面411为凸块412的顶表面。

支架41的顶部设置有多个子模块定位面413，多个子模块定位面413位于支架41两端的模块定位面411之间。为了使多个子模块定位面413上设置的多个检测器子模块42子模块满足上述的排布方式，定位面412在支架41的延伸方向上排布于至少两个以辐射源12的焦点121为圆心的定位圆的圆周上，子模块定位面413与对应的定位圆相切，且至少两个子模块定位面413相切的定位圆的半径不同。其中，子模块定位面413对应的定位圆的半径大于其上设置的检测器子模块42对应的目标圆的半径，且二者半径之差为检测器子模块42的厚度，从而使检测器子模块42固定安装于支架41上后，检测器子模块42的顶表面421能够与目标圆相切。

在一个实施例中，从支架41的中间至两端，多个子模块定位面413沿支架41的延伸方向对称分布。在一个实施例中，从支架41的中间至两端，与子模块定位面413相切的定位圆的半径逐渐增大。在一个实施例中，子模块定位面413的两端分别形成有凸起414。在将检测器子模块42安装于定位面412上时，检测器子模块42卡设在对应的子模块定位面413两端的凸起414之间。

继续参见图4和5，多个检测器子模块42一一对应地设置在支架41的多个子模块定位面413上。在一个实施例中，检测器子模块42可拆卸地固定安装于对应的子模块定位面413上。在一些实施例中，检测器子模块42可通过焊接、胶接等方式，不可拆卸地固定于对应的子模块定位面413上。

图6所示为图1的医疗设备10的示意框图。医疗设备10包括设置于检测器子模块42接收射线122一侧的光栅(未图示)，在不同半径的目标圆上的检测器子模块42对应设置的光栅高度不同。光栅用于屏蔽检测器子模块42接收的射线122发生的散射。对于不同半径的目标圆上的检测器子模块42，其接收的射线122因穿过的路径不同发生的散射程度也不同，因此需要设置不同高度的光栅。检测器子模块42对应的目标圆的半径越大，对应设置的光栅高度越大。

在一个实施例中，医疗设备10包括控制模块18，其包括承载台控制单元181、扫描控制单元182和数据采集单元183。

承载台控制单元181控制承载台15的运动。扫描控制单元182控制辐射源12和检测器13的旋转速度和角度方位。数据采集单元183连接于检测器13，用来采集检测器13产生的数字信号，提供给数据处理模块16。

数据处理模块16用于对同一检测器模块40中，在不同半径的目标圆上的检测器子模块42产生的电信号对应的数据进行分别处理，根据半径大小不同，修正射线122穿过不同路径产生的数据差，以及修正不同的检测器子模块42的噪声的差异。数据处理模块16将处理后的数据提供给图像重建模块17，图像重建模块17根据数据处理模块16处理得到的数据重建图像。

图像重建模块17重建的图像可存储于数据存储装置19。在一个实施例中，数据存储装置19也可存储图像重建过程中的中间处理数据。在一些实施例中，数据存储装置19可以是磁存储介质或光存储介质，例如，硬盘、存储芯片等，但不限于此。

在一个实施例中，医疗设备10还可包括输入装置20和显示装置21。输入装置20用来接收来自使用者的输入，可包括键盘和/或其他用户输入装置。显示装置21可显示重建的图像和/或其他数据。显示装置21可包括液晶显示仪、阴极射线管显示仪、等离子显示仪等。

在一个实施例中，医疗设备10还包括处理器22。处理器22可接收通过输入装置20输入的指令和扫描参数等。处理器22可向承载台控制单元181、扫描控制单元182和数据采集单元183提供控制信号和信息。

医疗设备10的数据处理模块16、图像重建模块17、控制模块18和处理器22可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。医疗设备10还可包含其他未图示的元件。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部部件来实现本申请方案的目的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的技术方案后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。