基于fpc的半导体探测器阵列及制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗用具技术领域，特别涉及一种基于FPC(柔性电路板)的半导体探测器阵列及制作方法。
【背景技术】
[0002]立体定向伽玛射线放射治疗系统是一种融立体定向技术和放射外科技术于一体，以治疗颅脑疾病为主的立体定向放射外科治疗设备。它采用伽玛射线几何聚焦方式，通过精确的立体定向，将经过规划的一定剂量的伽玛射线集中射于体内的预选靶点，一次性清除点内的不良组织，以达到外科手术切除或损毁的效果。医用加速器是生物医学上的一种用来对肿瘤进行放射治疗的粒子加速器装置。
[0003]为保证医用放射治疗系统的剂量分布形状在三维方向上与病变组织一致，调强适形放射治疗(Intensity-modulated radiat1n therapy，IMRT)已广泛应用于临床治疗中，使得靶区病变组织所受剂量达到治疗要求。近年来，调强放疗计划软件系统在我国临床治疗系统已有广泛应用，但开发该软件系统的不同厂家所依据数学模型和剂量计算方法可能不尽相同，并不能严格保证各软件系统所计算的剂量分布完全一致。因此，为实现临床精确放疗效果，需测量IMRT剂量分布并实时验证调强放疗计划软件系统的准确性。此外，医用直线加速器其剂量分布情况与患者治疗肿瘤效果息息相关，其剂量分布是否符合临床实际要求，直接关系到患者的生命安全，简单快捷地实现医用加速器剂量分布测量也是一项亟待解决的问题。
[0004]为验证医用放射治疗系统的剂量分布情况，临床治疗前通常在仿真模体上进行辐射剂量模拟测量和验证，剂量分布确认后才转到实际患者治疗中，例如由中国测试技术研宄院研制的1600通道矩阵剂量仪，通过利用固态水模体模拟人体环境结合矩阵剂量仪测量整个二维剂量分布图像，进行治疗前的模拟测量和验证。
[0005]目前市场上主流矩阵剂量仪所用传感器都为平面式半导体探测器，该种探测器角响应较差，在临床应用时只能将医用放射治疗系统输出的射线垂直照射在探测器表面，对位要求非常苛刻，若矩阵剂量仪摆位时未将探测器表面与射线严格垂直，将导致测量剂量分布结果出现较大误差，影响治疗效果，威胁患者生命安全。
[0006]本发明为国家重大科学仪器设备开发专项资金资助项目(项目名称:新型电离辐射检测仪器和关键部件开发及应用，项目编号:2013YQ090811)。
【发明内容】
[0007]【要解决的技术问题】
[0008]本发明的目的是提供一种基于FPC的半导体探测器阵列及制作方法，以解决现有技术中立体定向伽玛射线放射治疗、医用加速器的实时剂量分布验证计划系统中，矩阵剂量仪探测器角响应差、灵敏度偏低的问题。
[0009]【技术方案】
[0010]本发明是通过以下技术方案实现的。
[0011]本发明首先涉及一种基于FPC的半导体探测器阵列，该半导体探测器阵列包括FPC电路板、探测器环绕柱和粘贴在FPC电路板上的稀土层，所述探测器环绕柱包括圆柱体和两个引脚，所述FPC电路板包括圆形电路板和与圆形电路板相连的方形电路板，所述圆形电路板上设置有第一半导体探测器，所述方形电路板上横向等间距地设置有第二半导体探测器、第三半导体探测器、第四半导体探测器和第五半导体探测器，所述第一半导体探测器、第二半导体探测器、第三半导体探测器、第四半导体探测器、第五半导体探测器相互并联组成并联电路，所述并联电路的两端分别与探测器环绕柱的两个引脚电连接，所述圆形电路板粘贴在圆柱体的顶面，所述方形电路板环绕并粘贴在圆柱体的侧面。作为一种优选的实施方式，所述圆形电路板的直径与圆柱体底面直径相同，所述方形电路板的长度与圆柱体底面周长相同。
[0012]作为另一种优选的实施方式，所述圆柱体的底面直径为2mm。
[0013]作为另一种优选的实施方式，所述稀土层分别粘贴在第一半导体探测器、第二半导体探测器、第三半导体探测器、第四半导体探测器、第五半导体探测器的表面。
[0014]作为另一种优选的实施方式，所述探测器环绕柱的圆柱体为陶瓷圆柱体。
[0015]作为另一种优选的实施方式，该半导体探测器阵列还包括热缩管，所述热缩管包覆住FPC电路板、探测器环绕柱和稀土层。
[0016]本发明还涉及一种基于FPC的半导体探测器阵列的制作方法，该制作方法包括:
[0017]步骤A:制作探测器环绕柱，所述探测器环绕柱包括圆柱体和两个引脚；
[0018]步骤B:制作FPC电路板，所述FPC电路板包括圆形电路板和与圆形电路板相连的方形电路板，所述圆形电路板上设置有第一半导体探测器，所述方形电路板上横向等间距地设置有第二半导体探测器、第三半导体探测器、第四半导体探测器和第五半导体探测器，所述第一半导体探测器、第二半导体探测器、第三半导体探测器、第四半导体探测器、第五半导体探测器相互并联组成并联电路，所述并联电路的两端分别与探测器环绕柱的两个引脚电连接；
[0019]步骤C ^fFPC电路板的圆形电路板粘贴在圆柱体的顶面、将方形电路板环绕并粘贴在圆柱体的侧面；
[0020]步骤D:在FPC电路板的表面覆盖稀土层。
[0021]作为一种优选的实施方式，所述步骤C采用环氧树脂将FPC电路板粘贴在圆柱体的表面。
[0022]作为另一种优选的实施方式，所述步骤D采用光学胶将稀土层覆盖在FPC电路板的表面。
[0023]作为另一种优选的实施方式，所述步骤D之后还包括步骤E:使用黑色热缩管包覆住FPC电路板、探测器环绕柱和稀土层，并用环氧树脂灌封。
[0024]【有益效果】
[0025]本发明提出的技术方案具有以下有益效果:
[0026](I)本发明中的五个半导体探测器以并联围绕的结构形式布局在直径为2mm圆柱体端面，当立体定向伽玛射线放射治疗系统以不同角度发射射线时，因半导体探测器阵列环绕于柱体上，具有多角度接受伽马射线的功能，提高了探测器阵列的角响应，因此本发明中的探测器阵列角响应好；
[0027](2)本发明将五个半导体探测器并联，当探测到伽马射线后探测器阵列将以电流累加形式输出正比于射线剂量率的电信号，相比于单个半导体探测器输出的电信号，本发明中的探测器阵列将较大程度地提高探测灵敏度。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的实施例一提供的半导体探测器阵列的FPC电路板的结构示意图。
[0029]图2为本发明的实施例一提供的半导体探测器阵列的探测器环绕柱的结构示意图。
[0030]图3为本发明的实施例二提供的基于FPC的半导体探测器阵列的制作方法的流程图。
【具体实施方式】
[0031]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0032]实施例一提供一种基于FPC的半导体探测器阵列，该半导体探测器阵列包括FPC电路板、探测器环绕柱、稀土层和热缩管，图1为该半导体探测器阵列的FPC电路板的结构示意图，图2为该半导体探测器阵列的探测器环绕柱的结构示意图。如图所示，FPC电路板包括圆形电路板11和与圆形电路板11相连的方形电路板12，圆形电路板11上点焊有第一半导体探测器21，方形电路板12上