用于探测器模块的柔性电缆连接的装置和方法制造方法及图纸

技术编号:351105 阅读:272 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
描述了用于探测器模块的柔性电缆连接。柔性电缆使光电二极管的输出信号可以耦合到CT系统、而无需将插头连接器固定到光电二极管输出端。柔性电缆的电线丝焊到光电二极管的输出端,避免了安装插头连接器时对光电二极管的可能损坏。(*该技术在2018年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及计算层析X射线摄影成像,详细地说,涉及将来自X射线束探测模块的电信号耦合到数据获取系统。在至少一些计算层析X射线摄影(CT)成像系统配置中,X射线源投射被校准而位于通常称为“成像平面”的、笛卡尔坐标系统的X-Y平面内的扇状光束。X射线束穿过成像物体,比如病人。光束在经物体衰减之后,撞击在一系列射线探测器上。在探测器阵列处接收到的经衰减的光束辐射的强度取决于物体对X射线束的衰减。阵列中各探测器单元产生分开的电信号,该电信号是在探测器位置的光束衰减的尺度。分别被获取来自所有探测器的衰减尺度,以便产生透射性分布图。在已知的第三代CT系统中,X射线源和探测器阵列借助于台架在成像平面内、绕要成像的物体旋转,因此,X射线束与物体交叉的角度不断改变。X射线源一般包括在焦点发射X射线束的射线管。X射线探测器一般包括用来校准在探测器处接收的X射线束的准直仪、靠近准直仪的闪烁器和靠近闪烁器的光电二极管。多层CT系统用来在扫描时为数量增加的层获得数据。已知的多层系统一般包括通常称为三维探测器的探测器。用这样的三维探测器,许多探测器单元形成分开的通道。三维探测器阵列的各探测器模块具有比已知一维探测器多出几倍的输出信号。将这些信号电耦合到CT系统需要与探测器模块机械连接的插头连接器或印刷电路板。但是,随着信号数量增大,插头连接器的尺寸也增大。由于大插头连接器的插入力,探测器模块可能受损,因为连接器耦合到所述模块。因此,需要提供无需以机械方式将插头连接器或印刷电路板耦合到探测器模块的探测器模块。也需要提供使高密度的信号可以电耦合到柔性电缆的探测器模块。这些目的和其它目的可以通过具有许多探测器单元的探测器模块达到。各探测器模块包括电耦合到柔性电缆的光电二极管。在一个实施例中,各光电二极管输出线电连接到场效应晶体管(FET)阵列的输入线,并且,FET阵列的每根输出和控制线电连接到柔性电缆内的电线。探测器模块通过将光电二极管阵列和FET阵列淀积或生成在基片上来制造。把柔性电缆第一端置于靠近FET阵列处,并且使柔性电缆第一端与基片结合,使得电缆电线靠近FET阵列输出线。然后,把FET阵列输入和输出线电连接到光电二极管输出线和柔性电缆。详细地说,把FET阵列输入线丝焊到光电二极管输出线上,使得在各光电二极管输出端与各FET阵列输入端之间形成电连接。然后,把FET阵列输出和控制线丝焊到柔性电缆电线,使得在每个FET输出端和电线之间以及每个FET控制端和电线之间建立电连接。电连接可以利用各种丝焊技术完成,例如铝线楔形接合和金线球焊。上述探测器模块使得大数量的高密度光电二极管输出线能够电连接到柔性电缆。此外,所述探测器模块无需将插头连接器与光电二极管输出线机械耦合。附图说明图1是CT成像系统的示图。图2是图1所示的系统方框示意图。图3是根据本专利技术的CT系统探测器阵列的透视图。图4是图3所示的探测器模块的透视图。图5是本专利技术的电缆互连的探测器模块的放大图。图6是图4所示的探测器模块的顶视图。图7是图6所示的探测器模块的侧视图。参考图1和2,图中示出包括代表“第三代”CT扫描器的台架12的计算层析X射线摄影(CT)成像系统10。台架12具有向在台架12的相对边上的探测器阵列18投射X射线束16的X射线源14。探测器阵列18由探测器模块20构成,各探测器阵列20一起检测所投射的穿过受治疗的病人22的X射线。各探测器模块20产生表示撞击的射线光束的强度、所以也表示其穿过病人22之后的衰减的电信号。在欲获得X射线投射数据的扫描期间,台架12和安装于其上的部件绕旋转中心24旋转。台架12的旋转和X射线源14的操作由CT系统10的控制机构26控制。控制机构26包括向X射线源14提供电源和计时信号的X射线控制器28,以及控制台架12的旋转速度和位置的台架马达控制器30。在控制机构26中的数据获取系统(DAS)32从探测器模块20对模拟数据采样,并将该数据转换为数字信号以便随后处理。图像重建装置34从DAS 32接收采样和数字化的X射线数据,并进行高速图像重建。重建的图像用作计算机36的输入,该计算机36将图像存储在海量存储装置38内。计算机36还通过具有键盘的操纵台40从操作员接收指令和扫描参数。相关阴极射线管显示器42使操作员可以观察重建的图像和来自计算机36的其它数据。操作员提供的指令和参数被计算机36用来向DAS 32、X射线控制器28和台架马达控制器30提供控制信号和信息。此外,计算机36操作工作台马达控制器44,该工作台马达控制器44控制马达驱动工作台46,以便将病人22放在台架12上。详细地说,工作台46移动病人22的各部分通过台架开孔48。如图3和4所示,探测器阵列18包括许多探测器模块20。每个探测器模块包括一系列探测器单元26。详细地说,各X射线探测器模块20包括许多光电二极管66、半导体器件68,以及至少一根柔性电缆70。本专业众所周知,闪烁器74置于光电二极管66的上方靠近光电二极管66的地方。光电二极管66可以是独立的光电二极管或者多维光电二极管阵列。光电二极管以光学方式耦合到闪烁器74,并产生表示闪烁器74的光输出的电输出线82。每个光电二极管66产生分开的电输出82,后者是特定单元26的光束衰减的尺度。光电二极管输出线82比如可以实际数据地位于模块20的一侧或者模块20的许多侧。如图4所示,光电二极管输出82位于光电二极管阵列的顶部和底部。在实施例中,半导体器件68包括两个半导体开关84和86。开关84和86各自包括排列成多维阵列的许多场效应晶体管(FET)(未示出)。各FET包括电连接到光电二极管输出82的输入线、输出线和控制线(未示出)。FET输出和控制线电连接到柔性电缆70。详细地说,光电二极管输出线82的一半电连接到开关84的各FET输入线,而光电二极管输出线82的另一半电连接到开关86的FET输入线。柔性电缆70包括第一端(未示出)、第二端(未示出)和许多穿行于其间的电线90。电缆70比如可以是具有多个第一端94和96的单根电缆,或者在另一个实施例中,可以包括各具有第一端(未示出)的多根电缆(未示出)。如图5所示,表示第一端94的FET输出和控制线电连接到电缆70。详细地说,各FET输出和控制线丝焊到电缆第一端94和96的电线90。与光电二极管输出82内各丝焊FET输入线一样,FET输出和控制线内各丝焊电线90。电缆第一端94和96利用安装支架98A和98B固定到探测器模块20上。在如图5、6和7所示的实施例中,相对于探测器模块20,光电二极管66与开关84和86这样淀积或生成在基片100上,使得光电二极管66位于靠近、介于开关84和86之间。然后FET输入线电连接到光电二极管输出82。详细地说,光电二极管输出82的大约一半丝焊到开关84输入线,而光电二极管输出82的大约一半丝焊到开关86输入线,因此在各输出82和各FET输入线之间形成电通路。开关输入线可以利用各种丝焊技术,比如包括本专业内众所周知的铝线楔形接合和金线球焊,丝焊到光电二极管输出82上。参考图5,丝焊通常用接头300表示,并延伸于焊盘302和304之间。焊盘302电连接到FET输出和控制线。焊盘304电连接到电线90。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于计算层析X射线摄影的X射线束探测器模块,其特征在于所述模块包括: 闪烁器; 以光学方式耦合到所述闪烁器的光电二极管;以及 其一端电连接到所述闪烁器的输出端的柔性电缆。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:DM霍夫曼AO恩格勒尔特
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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