对称多切片计算机断层成像数据测量系统技术方案

用于计算机断层（ＣＴ）扫描器（１２）的数据测量系统（ＤＭＳ）（３０）包括多个连接器化的检测器子阵列模块（３２）。每个检测器子阵列模块（３２）包括：闪烁器（４０），用于响应Ｘ射线的照射，产生闪烁事件；光电检测器阵列（４２），被布置为对闪烁进行检测；以及两个对称布置的信号连接器（５４１，５４２），用于发送光电检测器信号。对称安装的管线卡（６０）与每侧的检测器子阵列模块（３２）组的信号连接器（５４）配合，以接收光电检测器信号。与管线卡（６０）通信的处理器（６４）接收来自管线卡（６０）的光电检测器信号并且构成根据光电检测器信号的ＤＭＳ输出。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及诊断成像技术。具体来说，本专利技术涉及使用能够快速采集立体成像数据的二维检测器阵列的计算机断层成像，并且将对本专利技术进行具体描述。但是，本专利技术还用于各种使用X射线、可见光或其他类型辐射的成像应用的其它类型的辐射检测器中。本专利技术还用于放射应用等的非成像辐射检测器中。
技术介绍
计算机断层(CT)成像一般使用生成穿过检查区域的扇形或锥形X射线束的X射线源。位于检查区域中的患者影响并且吸收一部分穿过的X射线。将包括在浇铸框架部件中的二维检测器阵列的CT数据测量系统(DMS)布置在X射线源的对面，以检测并且测量发射的X射线的强度。一般情况下，将X射线源和DMS安装在旋转台架的对面，使该台架旋转从而得到一定角度范围的患者投影图像。在进行螺旋CT成像的过程中，使病人沿着与台架的旋转平面垂直的方向直线前进通过检查区域，从而实现X射线源相对于患者进行螺旋运动。利用过滤背投射或其它重构方法对在螺旋运动期间得到的X射线吸收数据进行重构，以生成患者的或患者的经过选择的部分的三维图像表示。DMS的二维检测器阵列一般包括闪烁器晶体或闪烁器阵列，闪烁器晶体或闪烁器阵列响应X射线对闪烁器的照射产生光脉冲，称为闪烁事件。布置二维阵列光电检测器如光电二极管或光电倍增管，以观测闪烁器并且产生与闪烁事件对应的模拟电信号。最好，在闪烁器前面准确地排列和安装防散射模块，以阻挡会产生测量噪声的散射的X射线。将模拟电信号通过电缆敷设传递到对模拟信号进行数字化的远距离模数转换器。将经过数字化的信号多路复用到少量的传输信道中，并且传输信道利用滑环装置使经过多路复用的数字化信号通过旋转台架接口。以前，用于CT成像的DMS模块有许多缺陷，这些缺陷涉及到体积庞大和质量过大、复杂并且非标准化的布线、寄生噪声耦合、复杂而困难的光学调整以及整个系统的复杂性等。必须相对于防散射模块和光电二极管阵列之间并且相对于CT台架对防散射模块和光电二极管阵列进行精细调整。为了达到要求的容差，在常规DMS的防散射模块中，将闪烁器和光电二极管阵列与DMS的其他部件机械隔离并且机械连接为不可拆的固定部件。通过使精细调整的光学器件与其它DMS元件机械解耦的柔性电缆敷设得到与光电检测器阵列的电耦合。包含的电缆敷设量很大。具有(对应于32个切片的)32个检测器行并且每行具有672个检测器的典型的DMS包括21504个检测器，每个检测器具有其自己的集合在位置远离光电检测器阵列的电信号处理模块的电气布线。此外，对电缆敷设的布置有许多约束。除了在旋转台架上和靠近旋转台架的空间限制以外，电缆敷设还受到电气路径长度要求的约束。在发送各种检测器输出的信号路径长度方面的差异导致了信号相位差、数据误差、不同的传输噪声量以及由于沿着不同长度的路径的差动信号的转移时间而导致的信号延迟。如果电缆敷设靠近包括DMS电子设备和X射线源的电气有源元件，则模拟信号还容易受到拾取的寄生噪声的影响。这些因素一般会导致具体的CT扫描器所独有的电气布线。为了减轻由于电缆敷设而导致DMS体积庞大，一般只取消DMS一侧的电气布线。这种非对称布置导致了信号路径的长度差。这种非对称布置还会导致在检测器冷却方面的不对称性，这种检测器冷却不对称性是利用专用加热器和风扇使热量分布在光电检测器阵列上来进行纠正的。常规DMS模块由于缺乏模块化还会导致不必要的元件更换。例如，即使只是检测器阵列出现故障，一般也将固定为一体的防散射模块和闪烁器随相关的检测器阵列一起更换。由于常规的DMS包括铸铝框架，因此常规的DMS笨重且庞大，铸铝框架支撑用于(通常是陶瓷的)光电检测器和远距离电子信号处理电路(通常布置在印刷电路板上)的分开的基底、检测器阵列与信号处理电路之间的大量电缆敷设、用于温度控制的专用加热器和风扇以及用于减少耦合到大量电缆敷设的寄生噪声的电磁屏蔽装置。DMS的重量和分段结构还会限制可实现的台架转速和数据通过量，而这种限制又会限制整体扫描速度和每转的图像数量。常规的DMS模块的复杂性影响了可靠性，并且频繁地需要通过训练有素的人员进行日常维护操作如更换和重新调整检测器阵列元件来进行现场服务。本专利技术提出了克服了上述以及其他限制的改进的设备和方法。
技术实现思路
按照本专利技术的一个方面，披露了一种用于计算机断层扫描器的数据测量系统。提供了多个检测器子阵列模块。每个模块接收辐射并且生成对应的检测器信号。管线卡与检测器子阵列通信，以接收光电检测器信号。处理器与管线卡通信，以接收来自管线卡的光电检测器信号。处理器根据光电检测器信号来重构数据测量系统的输出。按照本专利技术的另一个方面，提供了一种用于对患者进行成像的计算机断层成像方法。发射穿过患者的X射线。将发射的X射线转换为覆盖二维空间表面的模拟电信号。将模拟电信号数字化为数字信号。通过关于二维空间表面对称布置的成对的通信路径将数字信号传输到中央单元。存储到达中央单元的数字信号。对二维空间表面的多个方向重复上述操作。对存储的数字信号进行重构以生成患者的图像表示。按照本专利技术的另一个方面，提供了一种装配数据测量系统的方法。将检测器子阵列固定到印刷电路板上。每个印刷电路板包括与固定的检测器子阵列相互连接的印刷电路，从而定义了检测器子阵列模块。将至少一个管线印刷电路板固定到拱形机械框架上。将检测器子阵列固定到拱形机械框架上。每个已经固定的检测器子阵列模块与管线印刷电路板进行电气通信。将处理器固定到拱形机械框架上。经过固定的处理器通过管线印刷电路板的印刷电路与检测器子阵列模块通信。本专利技术的一个优点在于对称的DMS结构，这种结构减少了寄生噪声并且提供了更紧凑的DMS。本专利技术的另一个优点在于用印刷电路板信号传输取代了昂贵而笨重的大量布线。本专利技术的另一个优点在于取消了昂贵的冷却和投资设备。本专利技术的另一个优点在于改进了热管理。本专利技术的另一个优点在于减小了质量。本专利技术的另一个优点在于简化了在DMS内的DMS元件相对于CT扫描器的调整。本专利技术的另一个优点在于及早对信号进行数字化，这样既减少了寄生噪声又允许对信号进行多路复用以减少传输信道的数量。对于本领域的一般技术人员来说，通过阅读以下对优选实施例的详细说明，本专利技术的许多其他优点和好处将变得更加清楚。附图说明本专利技术可以在元件和元件设计以及步骤和步骤设计等方面采用不同的形式。附图仅用于示出优选实施例，不应将其理解为对本专利技术进行限制。图1示意性地示出了按照本专利技术的一个实施例的典型计算机断层成像设备。图2示出了连接器化的检测器子阵列模块的截面的侧视图。图3A示出了连接器化的检测器子阵列模块的检测器侧视图或前视图。图3B示出了连接器化的检测器子阵列模块的后视图。图4图示出了图2、3A和3B的连接器化的检测器子阵列模块的电气结构。图5图示出了在数据测量系统(DMS)的主要元件之间的相互连接和数据流动。图6图示出了在检测器子阵列模块、集线器/管线卡对以及DMS处理器之间的数据流动。图7图示出了集线器/管线卡的电气结构。图8图示出了DMS处理器的电气结构。图9示出了在去除了防散射板模块和连接器化的检测器子阵列模块情况下的数据管理系统模块的爆炸透视图。图10示出了具有三个典型的防散射板模块/包括检测器子阵列模块部件的数据管理系统模块的透视图。具体实施例方式参照图1，计算机断层(CT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数据测量系统（３０），用于计算机断层扫描器，该数据测量系统（３０）包括：多个检测器子阵列模块（３２），每个模块接收辐射并且生成对应的检测器信号；管线卡（６０），与所述检测器子阵列模块（３２）通信，以接收所述检测器信号；以 及处理器（６４），与所述管线卡（６０）通信，以接收来自所述管线卡（６０）的所述检测器信号，所述处理器（６４）构成了根据所述检测器信号的数据测量系统的输出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MA查波，RP卢塔，WC布伦内特，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]