高效CT探测器制造技术

本实用新型专利技术涉及医用设备CT机，具体涉及CT机的探测器。它包括主基板（1）和若干个探测单元（2），每个探测单元（2）分别包括晶体（21）和光电二极管（22），光电二极管（22）的接收面（23）与晶体（21）的一个面紧密结合，各探测单元（2）的方向相同、并沿光电二极管（22）的接收面（23）平行于X线的方向固定在主基板（1）上。?CT机使用本探测器可以在不提高X线强度和不改变其它结构的情况下接收到的信号像素更小，信号更强，像素尺寸大小为现有探测器的一半，其接收效率更高，是现有探测器的百倍以上，光电二极管的接收面积扩大20倍以上，使探测器单元探测尺寸变小的同时探测到的信号不变小，信噪比更高，所形成的CT图像质量更好。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及医用设备CT机，具体涉及CT机的探测器。
技术介绍
探测器是CT机的核心部件，探测器的质量直接决定CT设备的最关键技术指标，直接影响到成像效果。目前国外比较先进的CT生产厂家使用的探测器均为发光晶体(稀土陶瓷)探测器，主要区别在发光晶体上，有闪烁晶体探测器、稀土陶瓷探测器、金属陶瓷探测器、宝石探测器等。但各种探测器的排列结构基本相同，均为X线与光电二极管的接收面相垂直，X线照射晶体使晶体发出可见光，可见光使光电二极管导通。决定CT图象质量的根本原因是图象的像素大小和信号的强度。像素的大小是由探测器每个单元的尺寸决定的，即单个探测器越小，像素也越小，图象的空间分辨率就越好，图象质量就越好。但当探测器尺寸过小时，探测器每个单元所探测到的信号强度就明显下降，探测到的信号太小，信噪比很低，最终在图象上出现雪花点，CT图象的密度分辨力会急剧下降，不能用于成像诊断。可见，要想获得更小的像素和更强的信号之间存在矛盾。在缩小单个探测器尺寸无法实现提高图象质量的情况下，目前国外关于CT探测器的研究主要集中在提高晶体(稀土陶瓷)的发光效率(晶体亮度)和晶体的总体发光强度 (晶体厚度)上。在提高晶体的发光效率方面，多年的探测器研究已经使发光晶体材料的研究到了极至，出现了超高速稀土陶瓷探测器、宝石探测器。尽管当前使用晶体的发光效率比较以前的晶体有大幅度提高，但其发光亮度仍很低。在提高晶体(稀土陶瓷)的总体发光亮度上，目前尽管晶体已被加厚达到2mm或更多，但随着晶体的加厚，发光晶体距离下面的光电二极管接收面越来越远(相对发光亮度和距离的平方成反比)，对远处的晶体而言，光电二极管接收光强度会明显下降，接收效率会下降而变得很低。稀土陶瓷是半透明接近透明的，其透光性相对较差(晶体只能做到2mm左右)，所以提高晶体厚度这一方法，目前已没有进一步研究的可能。目前的晶体和光电二极管设计排列结构方式已经无法解决更小的像素和更强的信号之间存在矛盾。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可实现像素更小、接收效率更强、获得更好的成像效果的高效CT探测器。本技术的技术解决方案是它包括主基板和均勻固定在主基板上的若干个探测单元，每个探测单元分别包括晶体和光电二极管，光电二极管的接收面与晶体的一个面紧密结合，各探测单元的方向相同、并沿光电二极管的接收面平行于X线、垂直于主基板的方向固定在主基板上。本技术的技术效果是CT机使用本探测器可以在不提高X线强度和不改变其它结构的情况下接收到的信号像素更小，信号更强，像素尺寸大小为现有探测器的一半， 其接收效率更高，是现有探测器的百倍以上，光电二极管的接收面积扩大20倍以上，使探测器单元探测尺寸变小的同时探测到的信号不变小，信噪比更高，所形成的CT图像质量更好。本CT探测器具有以下优点1、使用本CT探测器的CT机其X线辐射强度较现有CT明显降低(绿色)，减小了对人体的辐射副作用。2、探测到的信号强度较目前的探测器明显提高，获得的图像效果更好。 3、CT图像的像素更小，空间分辨率更高。本CT探测器以上三个优点兼备，是目前CT探测器所不可比拟的(包括宝石探测器)。附图说明图1为本技术探测单元实施例立体局剖图；图2为本技术探测器实施例立体结构图；图3为现有探测器探测单元立体局剖图；图4为现有探测器和本技术探测器使用效果比较图。具体实施方式如图1、图2所示，它包括主基板1和均勻固定在主基板1上的若干个探测单元2， 每个探测单元2分别包括晶体21和光电二极管22，光电二极管22的接收面23与晶体21 的一个面紧密结合，各探测单元2的方向相同、并沿光电二极管22的接收面23平行于X线、 垂直于主基板1的方向固定在主基板1上。晶体21为长方柱状六面体，晶体21柱长方向的一个侧面与光电二极管22的接收面23紧密结合。晶体21不与光电二极管22的接收面23紧密结合的其它五个面上分别设有反射可见光的反射层24。光电二极管22由长片状六面体光电二极管管体25和与光电二极管管体25相适应的长片状六面体光电二极管基板26构成，光电二极管管体25的一个大的主表面为接收面23，光电二极管管体25接收面23背面的另一个大的主表面固定在光电二极管基板沈的一个大的主表面上。光电二极管管体25与主基板1相连的端面上连接有穿过主基板1上的引线通孔11的光电二极管引线27。光电二极管管体25夹在晶体21和光电二极管基板沈之间构成长柱状探测单元 2，长柱状探测单元2的柱身垂直于主基板1，长方柱状六面体晶体21的一个柱端面、长片状六面体光电二极管管体25的一个端面和长片状六面体光电二极管基板沈的一个端面固定在主基板1上。每个探测单元2上X线投射侧设有固定在光电二极管22的端面上、可阻挡住X线使其不会照射到光电二极管22的铅板或钢板3。铅板或钢板3固定在光电二极管管体25和光电二极管基板沈的端面上。铅板或钢板3的厚度为3-5mm。主基板1为设有若干个光电二极管引线通孔11的板状体。实际应用时成排的探测单元2的光电二极管管体 25和光电二极管基板沈可以分别制成一体结构，以便于加工制作和安装。各探测单元2上的铅板或钢板3可以制成具有晶体X线通孔的一体式筛板结构，同样便于加工制作和安装。本探测器的核心部分是探测器的物理结构和排列方式的改变。到目前为止国内外还没有这方面的研究和报道。采用独创的正交偏孔准直采集技术可以在现有的探测器单元尺寸不变的基础上，提高图像的空间分辨率一倍。国外关于CT探测器的研究主要集中在提高晶体(稀土陶瓷)的发光效率(晶体亮度)和晶体(稀土陶瓷)的总体发光强度(晶体厚度)上，没有考虑增加接收面积提高接收效率的研究(因为目前国外的研究方向和思路限制，认为增加接收面积提高接收效率是绝对不可能的)。本探测器的研究恰恰是针对国外研究的盲区进行的。这种新型探测器的晶体(稀土陶瓷)和发光二极管的排列方式，是将原探测单元 (晶体和光电二极管)在基板上旋转90度，使光电二极管接收面由原来与X线垂直变成平行。这样晶体(稀土陶瓷)可沿X线方向延长到5-10mm。X线穿透和照射晶体(稀土陶瓷)时使5-10mm长的晶体(稀土陶瓷)全部发光，可见光照射侧面距离0. 25mm的光电二极管。因为所有的发光点距离光电二极管的接收面距离最大只有0. 25mm，所以接收效率非常高，是现在的探测器所不能比拟的。其接收效率是目前结构探测器的百倍以上。由于其光电二极管的接收面积较现有探测器的光电二极管扩大20倍以上，接收效率也相应提高。由于以上两个原因使信号强度明显加大，使CT的空间分辨力和密度分辨力都有一个明显提高。本探测器的晶体(稀土陶瓷)在X线照射晶体时使晶体发光，绝大多数光线和经过反射层反射的光线直接到达附近(0. 25mm)的光电二极管接收面。现有的探测器晶体(稀土陶瓷)在X线照射晶体时使晶体发光，但最后到达光电二极管接收面的只有微弱的可见光线，光线在不完全透明的陶瓷内传播经多次反射后才可以到达光电二极管接收面(相对发光强度很低)，光线损失过大，接收效率很低。图3为现有探测器每个探测单元的结构，它由四方柱状晶体21、与柱状晶体21的下端面紧密结合的光电二极管22构成，X线垂直于光电二极管22的接收面23，四方柱状晶体21与光本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．高效ＣＴ探测器，它包括主基板（１）和均匀固定在主基板（１）上的若干个探测单元（２），每个探测单元（２）分别包括晶体（２１）和光电二极管（２２），光电二极管（２２）的接收面（２３）与晶体（２１）的一个面紧密结合，其特征在于：各探测单元（２）的方向相同、并沿光电二极管（２２）的接收面（２３）平行于Ｘ线、垂直于主基板（１）的方向固定在主基板（１）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱险峰，
申请(专利权)人：朱险峰，
类型：实用新型
国别省市：23