专利名称：制造检测器的方法及检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造检测器的方法，特别是用于X射线的检测器，其具有闪烁器元件的一个阵列。此外，本发明还涉及这样的检测器。
背景技术：
在使用具有一个带有X射线源和X射线检测器的X射线系统的X射线设备(例如使用X射线计算机断层造影设备)成像时，人们致力于把为获得图像可用的X射线检测器的检测平面做得尽可能大，以便例如在X射线系统的一个周转中能够对于病人扫描该病人的全部组织例如心脏。一种这样的也称为平面检测器的X射线检测器通常由多个检测器模块构成，这些检测器模块以二维方式彼此排成行列。每一个检测器模块具有闪烁器元件的阵列和光电二极管的阵列，它们彼此对齐，构成检测器模块的检测器元件。闪烁器元件把照射它们的X射线变换为可见光，该可见光由后置的光电二极管阵列的光电二极管变换为电信号。
为检测器模块提供的闪烁器元件的阵列是一个片状的闪烁器陶瓷，它为了构造单个的长方体形闪烁器元件在保持整体连接的情况下具有锯缝结构。在彼此连接的闪烁器元件之间的缝用光反射材料灌注，以便使闪烁器元件之间的光的串扰保持的尽可能小。闪烁器元件的阵列作为用于构造检测器模块的整体连接而被粘接在光电二极管的阵列上。
但是，闪烁器元件阵列的相对刚性的连接特别在其纵向和横向具有不同的热膨胀系数。因此，在检测器模块运行时在具有闪烁器元件的阵列和光电二极管的阵列的连接构造上出现机械应力，这会导致光电二极管折断，其使检测器模块至少部分不能应用。FE分析(有限元分析)表明，闪烁器元件的阵列和光电二极管的阵列的平面粘接对于光电二极管的折断有决定性的影响。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题在于，提供一种在本文开始部分提到的种类的方法和测检器，使得该测检器较不容易损坏。
根据本发明，上述技术问题是通过一种用于制造具有闪烁器元件阵列和光检测元件阵列的检测器的方法解决的，其中用闪烁器材料构造多个单个的、彼此不相连接的闪烁器元件，它们每个至少基本上具有一个像素的尺寸，并且其中光检测元件与单个彼此不相连接的闪烁器元件在组装过程中组装。
亦即建议，对于检测器的构造不使用对于检测器的闪烁器元件的阵列的整体连接，而使用单个的、彼此可独立使用的闪烁器元件，它们彼此不相连接。按照本发明的一种变形，如果检测器具有光检测元件的阵列(优选为光电二极管的阵列)，则分别将一个闪烁器元件安装在一个光检测器元件上，在此，闪烁器元件不接触，且在闪烁器元件之间的空间内优选有空气存在。以这种方式显著减小了热膨胀的作用，特别是闪烁器材料和光检测元件(特别是光电二极管)的不同的热膨胀系数的作用。此外，还产生一系列另外的优点，使得从片状闪烁器基本材料实现更高的材料收益，因为有较小的组件、较小的分割缝和较少的边缘切割。由于组件较小，材料的错误位置较小产生不适合的作用，使得源于片状闪烁器基本材料的材料收益进一步升高。另外，产生费用的削减，因为可以免去闪烁器基本材料的片结构化以及用反射材料的浇铸过程。至于检测器平面的结构，单个的闪烁器元件还允许检测器向新的几何尺寸的更快匹配。其结果，单个闪烁器元件关于两个阵列相对光检测元件的彼此的不平整的对齐不再起任何大的作用，使得也能够为容纳和安排光检测元件使用较简单的从而更适宜的印刷电路板。
根据本发明的实施形式，闪烁器元件从片状闪烁器陶瓷锯割产生，在此闪烁器元件优选构造成立方体形或者长方体形。单个闪烁器元件的立方体形或者长方体形的构造匹配光检测元件地进行，后者通常具有正方形的或者矩形表面，其上各设置用于构成检测器元件的闪烁器元件。
为了避免单个闪烁器元件之间的光的串扰，根据本发明的一种变形，在每一闪烁器元件在5个侧面上提供光反射材料。仅朝向光检测元件的闪烁器元件的侧面保持无该反射材料。根据本发明的一种变形，该光反射材料分别作为层沉积在闪烁器元件的5个侧面上。光反射材料在侧面上的沉积可以在确定的温度和压力条件下在一次成形过程中进行，如在SMD技术(表面安装设备)中封装半导体中公知的那样。
根据本发明的一个优选的实施方式，每一个闪烁器元件在组装过程中分别粘接到一个光检测元件上，为此可以继续使用迄今使用的粘接材料。组装过程可以使用电子生产中的组装自动机进行。
涉及检测器的技术问题是通过一种优选用于X射线的、具有闪烁器元件阵列的检测器解决的，该阵列包括多个单个的、彼此不直接连接的闪烁器元件，其中，在闪烁器元件之间的空隙中存在空气。
根据本发明的一种特别优选的实施形式，检测器此外具有光检测元件的一个阵列，优选为光电二极管的阵列，使得每一闪烁器元件被分配给一个光检测元件。
如已经结合本发明的方法说明的那样，通过由单个闪烁器元件组成的闪烁器阵列的构造能够显著减小热膨胀的作用，特别是闪烁器材料和光检测元件(特别是光电二极管)的不同的热膨胀系数的作用，由此在很大程度上避免了光电二极管的折断。
前面对于方法的实施方式做出的叙述相应地适用于检测器的等价实施方式。
在检测器的一种变形中，检测器具有多个检测器模块，其中每一模块具有一个光检测器元件的阵列和一个闪烁器元件的阵列。优选地用该检测器模块构造用于X射线设备、特别是用于X射线计算机断层造影设备的平面检测器，使得能够在包围病人的金字塔形的X射线束的一次周转中扫描病人的整个组织如心脏。
在所附示意图中表示出本发明的一个实施例，其中图1表示计算机断层造影设备的示意性的部分框图，图2表示图1的计算机断层造影设备的检测器模块，图3表示由单个的闪烁器元件组成的闪烁器阵列。
具体实施例方式
图1示出了计算机断层造影设备1的示意性的部分框图。计算机断层造影设备1包括X射线源2，从它的焦点F射出X射线束3，它能够由一个在图1中未示出的、但是公知的光阑形成扇形或者金字塔形。X射线束3穿过待检查的检查对象4照射X射线检测器5。X射线源2和X射线检测器5在计算机断层造影设备1的转动框上以在图1中未示出的方式彼此相对设置，该转动框在方向上可围绕计算机断层造影设备1的系统轴Z转动。在计算机断层造影设备1运行时，在转动框上设置的X射线源2和X射线检测器5围绕检查对象4转动，此时从不同的投影方向获得对检查对象4进行的X射线拍摄。在此，每一投影由贯穿检查对象4且由穿透检查对象4减弱的X射线照射X射线检测器5，由此X射线检测器5产生相应于照射的X射线的强度的信号。从利用X射线检测器5确定的信号中由图像计算机6以公知的方式计算检查对象4的一个或者多个二维或者三维图像，这些图像可在显示设备7上显示。
在本实施例的情况下X射线检测器5具有多个检测器模块8，它们在方向和在Z方向上并排设置在一个未明确表示的检测器弧面上，并且构成平面X射线检测器5，所述检测器弧面表示部分圆柱面。
在图2中示例性地示出了X射线检测器5的检测器模块8。检测器模块8具有垂直结构，其中闪烁器阵列10在光电二极管阵列11上面设置在半导体基础上。在闪烁器阵列10上面有一个校准器9，使得仅仅来自一定空间方向的X射线能够到达闪烁器阵列10。光电二极管阵列11在本实施例的情况下设置在印刷电路板12上，在其另一侧存在一个未详细表示的、属于分析电子线路13的电子技术组件，它预处理由光电二极管产生的电子信号。预处理过的信号接着以未明确表示的方式例如通过滑环向计算机6传输，后者重建检查对象的二维截面图像或者三维图像。
如从图2和3可知，闪烁器阵列10根据本发明由多个闪烁器元件14组成。在本实施例的情况下单个闪烁器元件14通过从未示出的片状闪烁器陶瓷锯割获得。一种这样的陶瓷例如是由西门子股份有限公司制造的、用于构造检测器使用的UFC(超快陶瓷)。原理上可以用闪烁器陶瓷制造几乎任意形状的闪烁器元件。适应优选的形式和光电二极管阵列11的光电二极管15的表面，在本实施例的情况下闪烁器元件制造成长方体形，具有边缘长度约1×1.2×1.2mm的像素的尺寸。
如从图3中可知，给每一闪烁器元件14的5个表面16提供光反射材料层。仅图3所示闪烁器元件14的顶面17不具有反射材料层，此外该顶面17朝向各光电二极管15。
图3中示出了，单个的、可自由使用的闪烁器元件14如何能够排列成闪烁器元件的阵列。然而，闪烁器元件14彼此不相连接，亦即不构成可使用的连接。更确切说，仅当闪烁器元件14在组装过程中以其顶面17使用迄今使用的粘接材料例如环氧树脂粘接在光电二极管15上时(这点可从图2看出)，该构造才作为阵列产生。单个的闪烁器元件14在此不接触。闪烁器元件14之间的空隙18在本实施例的情况下用空气填充。以这种方式闪烁器元件14特别就其热膨胀而言彼此解耦合。
与此相对，在本实施例的情况下光电二极管的阵列11作为可使用的连接实现。因此，区域19不是在光电二极管15之间用空气填充的空隙，而是未掺杂或者微弱掺杂的半导体区域。
此外，光电二极管15与闪烁器元件14的组装可以使用组装自动机进行，如在电子生产中使用的那样。
上面结合计算机断层造影设备描述了本发明。不过，具有检测器模块的检测器也可以在其它的X射线设备例如在C形臂X射线设备中使用。
权利要求
1.一种用于制造具有闪烁器元件阵列(10)和光检测元件(15)的阵列的检测器(5)的方法，其中，用闪烁器材料构造多个单个的、彼此不相连接的闪烁器元件(14)，它们分别至少基本上具有一个像素的尺寸，其特征在于，所述光检测元件(15)与单个彼此不相连接的闪烁器元件(14)在组装过程中组装。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，为了制造具有光检测元件的阵列(11)的检测器(5)，分别将一个闪烁器元件(14)上固定在一个光检测元件(15)上。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述闪烁器元件(14)从片状闪烁器陶瓷中锯割产生。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述闪烁器元件(14)构造成立方体形或者长方体形。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在每一闪烁器元件(14)在5个侧面(16)上提供光反射材料。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述光反射材料分别作为层沉积在闪烁器元件(14)的5个侧面(16)上。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的方法，其中，每一闪烁器元件在组装过程中粘接在一个光检测元件上。
8.一种具有闪烁器元件阵列(10)的检测器，该闪烁器元件阵列包括多个单个的、彼此不相连接的闪烁器元件(14)，其中，在该闪烁器元件(14)之间的空隙中有空气。
9.根据权利要求8所述的检测器，具有光检测元件的阵列(11)，其中，每一闪烁器元件(14)分配给一个光检测元件(15)。
10.根据权利要求8或者9的检测器，其中，所述闪烁器元件(14)构造成立方体形或者长方体形。
11.根据权利要求10所述的检测器，其中，在闪烁器元件(14)的5个侧面(16)上提供光反射材料。
12.根据权利要求11所述的检测器，其中，所述光反射材料分别作为层出现在闪烁器元件(14)的5个侧面(16)上。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的检测器，其中，一个闪烁器元件(14)与一个光检测元件(15)粘接。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的检测器，它具有多个检测器模块(8)，这些检测器模块(8)中的每一个具有一个检测元件的阵列(11)和一个闪烁器元件的阵列(10)。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的检测器，它为X射线设备(1)提供。
16.根据权利要求8至15中任一项所述的检测器，它为X射线计算机断层造影设备(1)提供。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造具有闪烁器元件的阵列(10)的检测器(5)的方法，其中，用闪烁器材料构造多个单个的闪烁器元件(14)，它们分别至少基本上具有一个像素的尺寸。此外，本发明涉及一种具有闪烁器元件的阵列(10)的检测器，该阵列包括多个单个的、彼此不直接连接的闪烁器元件(14)。
文档编号G01T1/20GK1936620SQ200610142238
公开日2007年3月28日 申请日期2006年9月22日 优先权日2005年9月23日
发明者路德维格·丹泽, 托马斯·希尔德谢伊德 申请人:西门子公司