X射線成像的有源屏蔽件的制作方法
【專利說明】
【發明內容】
[0001]所公開的X射線裝置包括:具有第一側面和相對的第二側面的輻射屏蔽基片；圍繞基片包裹的環繞式電路；適于產生指示投碰在其上的X射線的傳感器信號的X射線傳感器組件，該傳感器組件連接到環繞式電路并且鄰近基片的第一側面定位；和連接到環繞式電路和鄰近基片的第二側面定位的傳感器信號處理組件。一種用于X射線計算機斷層掃描機(“CT機”)的有源屏蔽件包括:輻射屏蔽基片；和圍繞基片包裹的環繞式電路。一種產生表示受試者圖像的數字信號的方法包括:將通過受試者的X射線從在受試者的一個側面上的X射線源傳遞到支撐在具有相對的第一側面和第二側面的有源屏蔽件的一個側面上的傳感器組件，有源屏蔽件位于該受試者的、與X射線源所位于的該側面相對的側面上；以及將傳感器組件產生的模擬信號路由到支撐在該有源屏蔽件的、與支撐傳感器組件的該側面相對的側面上的信號處理電子器件。
【附圖說明】
[0002]圖1(現有技術)是X射線計算機斷層掃描(CT)機的整體透視圖。
[0003]圖2(現有技術)是CT機的常規臺架的示意性端部正視圖。
[0004]圖3(現有技術)是CT機的常規X射線傳感器組件的示意性側視圖。
[0005]圖4(現有技術)是常規的X射線傳感器組件的閃爍器的示意性等距視圖。
[0006]圖5(現有技術)是示出常規的X射線傳感器組件和信號處理電子器件之間的關系的等距視圖。
[0007]圖6是具有安裝在其第一側面上的X射線傳感器組件和安裝在其第二側面上的信號處理電子器件的有源屏蔽件的示意性側視圖。
[0008]圖7是有源屏蔽件的等距頂視圖。
[0009]圖8是有源屏蔽件的倒置的橫截面圖。
[0010]圖9是有源屏蔽件和安裝在其上的電子器件的等距仰視圖。
[0011]圖10是一層環繞式電路的俯視平面圖。
[0012]圖11是有源屏蔽件的另一實施例的局部剖切等距視圖。
[0013]圖2是CT機的臺架的示意性端部正視圖。
【具體實施方式】
[0014]概括來說，在本文中描述X射線計算機斷層掃描機210 (“CT機”)。如在圖6-9和圖12中的最佳顯示，該CT機210具有輻射屏蔽基片100，其具有第一側面102和相對的第二側面104。它包括圍繞輻射屏蔽基片100包裹的環繞式電路110。該CT機還具有X射線傳感器組件130，其適于產生指示投碰(impinge)在其上的X射線的傳感器信號。該傳感器組件130連接到環繞式電路110，并鄰近基片的第一側面102定位。該CT機還具有連接到環繞式電路110的傳感器信號處理組件150。信號處理組件150鄰近基片100的第二側面104定位。信號處理組件150通過輻射屏蔽基片100屏蔽X射線。
[0015]圖1說明現有技術的X射線計算機斷層掃描機10(CT機10)。該CT機10具有在其中具有中心開口 14的CT殼體12。在CT操作期間，患者16躺在水平處理臺18上。隨著來自機器的X射線穿過患者的身體，該臺18被緩慢地移動通過中心開口 14。
[0016]圖2是現有技術的CT機10的臺架30的示意圖。臺架30是位于CT機10的前蓋的后面的巨大的環形設備。隨著患者被移動通過開口 14，該臺架30以方向32旋轉。該臺架30包括定位在中央孔14的一個側面上的X射線管34。X射線傳感器組件38定位在中心開口 14的相對側面上。通過傳感器組件38感測來自X射線管34的X射線36A、36B、36C。來自傳感器組件38的模擬信號被處理并用于創建患者身體的內部的三維圖像。
[0017]圖3是現有技術的X射線傳感器組件38的一部分的示意性側視圖。傳感器組件38包括安裝在光電檢測器陣列44上的閃爍器陣列40，光電檢測器陣列44進而安裝在陶瓷基片50上。圖4是閃爍器陣列40的頂部的等距視圖，其包括閃爍器像素42的網格。如圖3所示，閃爍器陣列40支撐在具有對應于閃爍器陣列40的像素42的多個像素(未各個顯示)的光電檢測器陣列44上。(本文所用的術語“像素”可指圖像傳感器的元素，以及圖像的元素。)閃爍器和光電檢測器的像素需要保持高水平的抗機械、熱、重力和老化效應的幾何公差。通常，厚的陶瓷基片50用來提供必要的支撐。陶瓷基片50具有平坦的上表面和下表面52、54。在基片50的頂表面52上提供多個導體墊(未顯不)與光電檢測器組件44上的導體46對準。在陶瓷基片50的底表面54上提供電觸點，例如球柵陣列58的球56。通過基片50中通孔而延伸的導體59將頂表面52上的導體墊(未顯示)連接至底表面54上的相應的球導體56。
[0018]如圖5所述，X射線傳感器組件38連接到信號處理電子器件80，該信號處理電子器件處理來自光電檢測器陣列44的模擬信號。如果遠距離發送，則來自光電檢測器陣列的模擬信號能夠被損壞。為了避免這種信號損壞，模擬信號將理想地通過緊鄰光電檢測器44的電子器件過濾和數字化。由此，在不損失完整性的情況下，然后可安全地傳輸、存儲，和進一步處理產生的數字信號。
[0019]撞擊閃爍器陣列40的X-射線被它吸收。然而，由于閃爍器像素42之間的間隙或因為某些X射線全部通過傳感器組件38，所以一定量的輻射可從傳感器組件38中逃過。這種雜散的X射線可以顯著改變放置在傳感器組件38附近的信號處理電子器件的特性。
[0020]已經開發各種技術來防止損壞信號處理電子器件。這種技術通常包括使用附加的印刷電路板(PCB)以將該信號路由到位于遠離傳感器組件相當大距離的信號處理電子器件。這種現有技術組件的例子在圖5中顯示。模擬信號傳遞組件70將模擬信號從X射線傳感器組件38傳遞到信號處理組件80。該模擬信號傳送組件70包括第一個常規PCB72。將在陶瓷基片50上的球柵陣列58放置成與常規印刷電路板72上的相應導體陣列74電接觸。柔性PCB 76連接第一個常規PCB72到具有安裝在其上的模擬信號處理電子器件84的第二個常規PCB 82。該柔性PCB 76的一部分和第二常規PCB 82通常垂直于第一個常規PCB72延伸，并且平行于來自X射線管34的X射線的方向延伸。雖然這種結構將信號處理電子器件放置在離X射線源一定距離處，但是它具有若干缺點。這樣的結構不期望地增大了模擬信號必須行進以到達信號處理電子器件的距離。這樣的結構還增加了不期望的堆疊高度(徑向高度)和對整個X射線傳感器/信號處理組件的質量。因為臺架的快速旋轉，產生導致這種結構機械不穩定和電性不可靠的顯著離心力。
[0021]圖6說明了用于克服CT機中的上述問題的X射線感測和信號處理組件。X射線傳感器組件130安裝在有源屏蔽組件98的一個側面上。X射線傳感器組件130可包括閃爍器陣列132和光電檢測器陣列134，其與上述描述的現有技術的閃爍器陣列40和光電檢測器陣列44是相同的。信號處理電子器件150定位在有源屏蔽組件98的另一個側面上。信號處理電子器件150可包括，例如無源電路器件152和集成電路封裝件154。電連接器組件156將處理后的數字信號從電子器件150路由到其他系統電子器件中，諸如存儲器件和顯示器(未顯示)。
[0022]由于信號處理電子器件150定位在有源屏蔽組件98的、與面向X射線源的側面相對的一個側面上，因此電子器件150被屏蔽X射線。另外，由于電子器件150靠近X射線傳感器組件130定位，因此來自傳感器組件130的模擬信號只行進有利短距離到電子器件150。該模擬信號通過環繞式電路110傳輸，這將在下面描述。
[0023]圖7-9說明在圖6中所示的有源屏蔽組件98的各種特征。有源屏蔽組件98包括輻射屏蔽基片100。該基片100是由輻射阻擋材料諸如鎢或鉛構成，并且具有第一側面102和相對的第二側面104。兩個側面102和104可包括平的、大體平行的表面。兩個側面102、104通過較小橫