X射线成像的有源屏蔽件的制作方法
【专利说明】
【发明内容】
[0001]所公开的X射线装置包括:具有第一侧面和相对的第二侧面的辐射屏蔽基片；围绕基片包裹的环绕式电路；适于产生指示投碰在其上的X射线的传感器信号的X射线传感器组件，该传感器组件连接到环绕式电路并且邻近基片的第一侧面定位；和连接到环绕式电路和邻近基片的第二侧面定位的传感器信号处理组件。一种用于X射线计算机断层扫描机(“CT机”)的有源屏蔽件包括:辐射屏蔽基片；和围绕基片包裹的环绕式电路。一种产生表示受试者图像的数字信号的方法包括:将通过受试者的X射线从在受试者的一个侧面上的X射线源传递到支撑在具有相对的第一侧面和第二侧面的有源屏蔽件的一个侧面上的传感器组件，有源屏蔽件位于该受试者的、与X射线源所位于的该侧面相对的侧面上；以及将传感器组件产生的模拟信号路由到支撑在该有源屏蔽件的、与支撑传感器组件的该侧面相对的侧面上的信号处理电子器件。
【附图说明】
[0002]图1(现有技术)是X射线计算机断层扫描(CT)机的整体透视图。
[0003]图2(现有技术)是CT机的常规台架的示意性端部正视图。
[0004]图3(现有技术)是CT机的常规X射线传感器组件的示意性侧视图。
[0005]图4(现有技术)是常规的X射线传感器组件的闪烁器的示意性等距视图。
[0006]图5(现有技术)是示出常规的X射线传感器组件和信号处理电子器件之间的关系的等距视图。
[0007]图6是具有安装在其第一侧面上的X射线传感器组件和安装在其第二侧面上的信号处理电子器件的有源屏蔽件的示意性侧视图。
[0008]图7是有源屏蔽件的等距顶视图。
[0009]图8是有源屏蔽件的倒置的横截面图。
[0010]图9是有源屏蔽件和安装在其上的电子器件的等距仰视图。
[0011]图10是一层环绕式电路的俯视平面图。
[0012]图11是有源屏蔽件的另一实施例的局部剖切等距视图。
[0013]图2是CT机的台架的示意性端部正视图。
【具体实施方式】
[0014]概括来说，在本文中描述X射线计算机断层扫描机210 (“CT机”)。如在图6-9和图12中的最佳显示，该CT机210具有辐射屏蔽基片100，其具有第一侧面102和相对的第二侧面104。它包括围绕辐射屏蔽基片100包裹的环绕式电路110。该CT机还具有X射线传感器组件130，其适于产生指示投碰(impinge)在其上的X射线的传感器信号。该传感器组件130连接到环绕式电路110，并邻近基片的第一侧面102定位。该CT机还具有连接到环绕式电路110的传感器信号处理组件150。信号处理组件150邻近基片100的第二侧面104定位。信号处理组件150通过辐射屏蔽基片100屏蔽X射线。
[0015]图1说明现有技术的X射线计算机断层扫描机10(CT机10)。该CT机10具有在其中具有中心开口 14的CT壳体12。在CT操作期间，患者16躺在水平处理台18上。随着来自机器的X射线穿过患者的身体，该台18被缓慢地移动通过中心开口 14。
[0016]图2是现有技术的CT机10的台架30的示意图。台架30是位于CT机10的前盖的后面的巨大的环形设备。随着患者被移动通过开口 14，该台架30以方向32旋转。该台架30包括定位在中央孔14的一个侧面上的X射线管34。X射线传感器组件38定位在中心开口 14的相对侧面上。通过传感器组件38感测来自X射线管34的X射线36A、36B、36C。来自传感器组件38的模拟信号被处理并用于创建患者身体的内部的三维图像。
[0017]图3是现有技术的X射线传感器组件38的一部分的示意性侧视图。传感器组件38包括安装在光电检测器阵列44上的闪烁器阵列40，光电检测器阵列44进而安装在陶瓷基片50上。图4是闪烁器阵列40的顶部的等距视图，其包括闪烁器像素42的网格。如图3所示，闪烁器阵列40支撑在具有对应于闪烁器阵列40的像素42的多个像素(未各个显示)的光电检测器阵列44上。(本文所用的术语“像素”可指图像传感器的元素，以及图像的元素。)闪烁器和光电检测器的像素需要保持高水平的抗机械、热、重力和老化效应的几何公差。通常，厚的陶瓷基片50用来提供必要的支撑。陶瓷基片50具有平坦的上表面和下表面52、54。在基片50的顶表面52上提供多个导体垫(未显不)与光电检测器组件44上的导体46对准。在陶瓷基片50的底表面54上提供电触点，例如球栅阵列58的球56。通过基片50中通孔而延伸的导体59将顶表面52上的导体垫(未显示)连接至底表面54上的相应的球导体56。
[0018]如图5所述，X射线传感器组件38连接到信号处理电子器件80，该信号处理电子器件处理来自光电检测器阵列44的模拟信号。如果远距离发送，则来自光电检测器阵列的模拟信号能够被损坏。为了避免这种信号损坏，模拟信号将理想地通过紧邻光电检测器44的电子器件过滤和数字化。由此，在不损失完整性的情况下，然后可安全地传输、存储，和进一步处理产生的数字信号。
[0019]撞击闪烁器阵列40的X-射线被它吸收。然而，由于闪烁器像素42之间的间隙或因为某些X射线全部通过传感器组件38，所以一定量的辐射可从传感器组件38中逃过。这种杂散的X射线可以显著改变放置在传感器组件38附近的信号处理电子器件的特性。
[0020]已经开发各种技术来防止损坏信号处理电子器件。这种技术通常包括使用附加的印刷电路板(PCB)以将该信号路由到位于远离传感器组件相当大距离的信号处理电子器件。这种现有技术组件的例子在图5中显示。模拟信号传递组件70将模拟信号从X射线传感器组件38传递到信号处理组件80。该模拟信号传送组件70包括第一个常规PCB72。将在陶瓷基片50上的球栅阵列58放置成与常规印刷电路板72上的相应导体阵列74电接触。柔性PCB 76连接第一个常规PCB72到具有安装在其上的模拟信号处理电子器件84的第二个常规PCB 82。该柔性PCB 76的一部分和第二常规PCB 82通常垂直于第一个常规PCB72延伸，并且平行于来自X射线管34的X射线的方向延伸。虽然这种结构将信号处理电子器件放置在离X射线源一定距离处，但是它具有若干缺点。这样的结构不期望地增大了模拟信号必须行进以到达信号处理电子器件的距离。这样的结构还增加了不期望的堆叠高度(径向高度)和对整个X射线传感器/信号处理组件的质量。因为台架的快速旋转，产生导致这种结构机械不稳定和电性不可靠的显著离心力。
[0021]图6说明了用于克服CT机中的上述问题的X射线感测和信号处理组件。X射线传感器组件130安装在有源屏蔽组件98的一个侧面上。X射线传感器组件130可包括闪烁器阵列132和光电检测器阵列134，其与上述描述的现有技术的闪烁器阵列40和光电检测器阵列44是相同的。信号处理电子器件150定位在有源屏蔽组件98的另一个侧面上。信号处理电子器件150可包括，例如无源电路器件152和集成电路封装件154。电连接器组件156将处理后的数字信号从电子器件150路由到其他系统电子器件中，诸如存储器件和显示器(未显示)。
[0022]由于信号处理电子器件150定位在有源屏蔽组件98的、与面向X射线源的侧面相对的一个侧面上，因此电子器件150被屏蔽X射线。另外，由于电子器件150靠近X射线传感器组件130定位，因此来自传感器组件130的模拟信号只行进有利短距离到电子器件150。该模拟信号通过环绕式电路110传输，这将在下面描述。
[0023]图7-9说明在图6中所示的有源屏蔽组件98的各种特征。有源屏蔽组件98包括辐射屏蔽基片100。该基片100是由辐射阻挡材料诸如钨或铅构成，并且具有第一侧面102和相对的第二侧面104。两个侧面102和104可包括平的、大体平行的表面。两个侧面102、104通过较小横