計算機斷層掃描檢測器設備的制造方法
【專利摘要】本文公開一種計算機斷層掃描檢測器設備。計算機斷層掃描檢測器設備包括定義凹區(qū)(52)的基板(30)。計算機斷層掃描檢測器設備還包括至少部分設置在凹區(qū)(52)中的熱管(44)。計算機斷層掃描檢測器設備還包括與基板(30)附連的電子組件(36)。
【專利說明】
計算機斷層掃描檢測器設備
技術領域
[0001 ] 本文所公開的主題涉及包括熱管的計算機斷層掃描（computed tomography:CT) 檢測器設備。
【背景技術】
[0002] 在CT系統(tǒng)中，X射線源通常向放置在支承上的主體或對象、如患者或一件行李發(fā)出 X射線束。X射線束經對象衰減之后照射到檢測器部件上。在檢測器部件所接收的經衰減的X 射線束的強度通常取決于對象對X射線束衰減的程度。
[0003] 在已知的第三代CT系統(tǒng)中，X射線源和檢測器部件在可旋轉掃描架部分圍繞待成 像的對象旋轉，使得X射線束與對象相交的掃描架角度不斷變化。檢測器部件通常包括多個 檢測器模塊。各檢測器模塊通常分為多個檢測器元件。在一系列掃描架角度上收集表示在 每個檢測器元件所接收的X射線束的強度的數據。數據最終經過處理以便形成圖像。
[0004] 電子組件產生熱量，它可通過多個機構使圖像質量降級。例如，檢測器模塊中的光 電二極管層的增益與溫度高度相關，且以過高溫度操作光電二極管層可導致例如光斑或暈 圈等的圖像偽影。另外，光電二極管之間的像素-像素泄漏量也隨溫度而增加。高水平像素_ 像素泄漏負面影響信噪比，并且可引起降低的圖像質量。另外，檢測器模塊溫度的增加還可 導致檢測器部件和準直器(collimi tor)的機械對齊的問題。第三代CT成像系統(tǒng)依靠精確對 齊的準直器有效地阻擋散射的X射線。但是，檢測器部件和準直器的機械對齊可隨溫度增加 到超出最佳工作范圍而改變。如果準直器沒有與檢測器部件適當對齊，則結果可能是附加 圖像偽影。
[0005] 問題在于，檢測器部件中的過度熱量可引起來自多個源頭的圖像偽影，從而產生 降低質量的圖像。

【發(fā)明內容】

[0006] 本文針對上述缺陷、缺點和問題，通過閱讀以下說明書將會理解。
[0007] 在一個實施例中，計算機斷層掃描檢測器設備包括定義凹區(qū)的基板。該設備包括 至少部分設置在凹區(qū)中的熱管，并且該設備還包括與基板附連的電子組件。
[0008] 在另一個實施例中，計算機斷層掃描檢測器設備包括軌道以及定義與軌道附連的 凹區(qū)的基板。該設備包括與基板附連的電子組件。該設備還包括經由熱界面材料固定到基 板并且至少部分設置在凹區(qū)中的熱管。
[0009] 在另一個實施例中，用于調節(jié)計算機斷層掃描檢測器的溫度的設備包括熱管以及 與熱管進行熱通信的基板?；暹m合于支承電子組件。該設備還包括與基板附連的軌道以 及與軌道進行熱通信的液體冷卻劑。
[0010]通過附圖及其詳細描述，本領域的技術人員將會清楚地知道本發(fā)明的各種其它特 征、目的和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0011] 圖1是示出根據一個實施例的計算機斷層掃描系統(tǒng)的示意圖；
[0012] 圖2是示出根據一個實施例、與一對軌道附連的檢測器部件的截面的示意圖；以及
[0013] 圖3是示出根據一個實施例的檢測器部件的截面的示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 在以下詳細說明中，參照構成其部分的附圖，附圖中通過舉例說明的方式示出可 實施的具體實施例。對這些實施例進行了充分描述，以便使本領域的技術人員能夠實施實 施例，并且要理解，可利用其它實施例，在沒有脫離實施例的范圍的情況下，可進行邏輯、機 械、電氣及其它變更。因此，以下詳細描述不是要理解為限制本發(fā)明的范圍。
[0015] 參照圖1，示出根據一個實施例的計算機斷層掃描(CT)系統(tǒng)10的示意表示。CT系統(tǒng) 10包括掃描架12、可旋轉掃描架部分14和支承16?？尚D掃描架部分14適合于保持X射線源 18和檢測器部件2(ΚΧ射線源18配置成向檢測器部件20發(fā)出X射線束22。檢測器部件20包括 多個檢測器模塊(未示出）。支承16配置成支承被掃描的主體24。下文中，術語"主體"和"對 象"將包括能夠被成像的任何物體。支承16能夠相對掃描架12沿ζ方向平移主體24,如坐標 軸26所示。
[0016] 參照圖2,根據一個實施例示出與一對軌道28附連的檢測器部件20的截面的示意 表示。為了便于本公開，檢測器部件20的內徑方向朝向圖2的頂部。檢測器部件20包括基板 30、閃爍體32、光電二極管層34、多個電子組件36以及柔性電路(撓性電路)38。基板30可包 括例如礬土等陶瓷或者另一種適當的剛性材料。閃爍體32、光電二極管層34、多個電子組件 36和柔性電路38安裝到基板30。閃爍體32將所接收X射線轉換成可見光。光電二極管層34從 閃爍體32徑向向外安裝，并且把來自閃爍體32的可見光轉換成電信號。多個電子組件36可 包括下列非限制性列表的一個或多個組件：用于把來自光電二極管的模擬電信號轉換成數 字信號的模數轉換器(未示出）、現場可編程門陣列（未示出）以及功率調節(jié)器(未示出）。模 數轉換器、現場可編程門陣列和功率調節(jié)器全部是本領域的技術人員眾所周知的。如圖2所 示，多個電子組件36可安裝到基板30的徑向內側40和徑向外側42。撓性電路38連接例如模 數轉換器、功率調節(jié)器和現場可編程門陣列等的電子組件36。
[0017] 熱管44示為在圖2的截面的基板中。根據一個實施例，熱管44包括適合于保持工作 流體和油芯(wick)的密封空心管。工作流體一般包括液相成分(component)和氣相成分。熱 管44把來自熱管44的高溫部分的熱量傳遞到熱管44的低溫部分。氣相成分的工作流體吸收 來自熱管44的高溫部分的熱量，并且經過相變成工作流體的氣相成分。工作流體的氣相成 分迀移到熱管44的低溫部分，在那里它又冷凝成液相成分，因而釋放出熱量。工作流體的液 相成分通過經由毛細作用沿油芯向上移動又返回到熱管44的高溫部分。熱管是本領域的技 術人員的眾所周知的，并且可包括不同于圖2和圖3所示的形狀。
[0018] 根據圖2所示的實施例，熱管44架設在兩個軌道28之間。熱管44把從電子組件36所 產生的熱量傳送到兩個軌道28。應當理解，備選實施例可使用多個熱管44,其中各熱管44僅 沿單方向傳遞熱量。
[0019] 由于圖2是截面，所以只有一個熱管44是可見的。但是，實施例可包括兩個或更多 熱管44,以便幫助檢測器部件20的冷卻。由于檢測器部件20安裝到可旋轉掃描架部分14(圖 1所示)并且當CT系統(tǒng)10(圖1所示）掃描時受到離心荷載，所以有利的是將熱管44定位成使 得熱管44的高溫部分和熱管44的低溫部分一般具有離可旋轉掃描架部分14的旋轉軸的相 同徑向距離。
[0020] 根據一個實施例，熱管44可以可選地通過套管46或者另一種形式的電導體與軌道 28電連接。套管46用于使熱管44電接地。如果實施例沒有包括套管46,則可能仍然重要的是 以另一種方式使熱管44電接地，使得熱管44沒有充當天線。
[0021] 根據一個實施例，CT系統(tǒng)10(圖1所示)可使用液體冷卻劑48從軌道28去除熱量。例 如，各軌道28可以可選地定義保持液體冷卻劑48的通道50。液體冷卻劑48經過通道50，從而 吸收來自軌道28的熱量。雖然圖2中未示出，但是通道50形成液體冷卻回路的一部分。在吸 收來自軌道28的熱量之后，液體冷卻劑48傳播到熱交換器(未示出）。液體冷卻劑48在通過 軌道所定義的通道50向后循環(huán)之前將熱量釋放到熱交換器。應當理解，根據其它實施例，可 以不同方式來配置冷卻回路。另外，其它實施例可以不使用液體冷卻回路。它們而是可通過 另一個機制、例如本領域的技術人員眾所周知的強制空氣冷卻從各軌道28去除熱量。
[0022] 參照圖3,根據一個實施例，示出沿圖2的剖面A-A截取的示意截面圖。圖2和圖3之 間的共同組件共用共同參考標號。
[0023]閃爍體32和光電二極管層34安裝到基板30的徑向內側40的撓性電路38。根據一個 實施例，基板30的截面一般為I形，如圖3所示?；?0應當是剛性的，以便使閃爍體32和光 電二極管層34的運動在掃描時最小。另外，由于可旋轉掃描架部分14(圖1所示)的旋轉所引 起的高g荷載(g -l〇ading)，基板30應當較輕。采用一般I形截面設計的基板30幫助實現這兩 個目標。但是，應當理解，可能的是，采用與圖3所示那種不同的一般I形截面或者采用完全 不同形狀的截面來設計滿足剛性和重量標準的基板30。
[0024]在圖3所示的實施例中，基板定義用于固定熱管44的每個的凹區(qū)52。熱管44完全在 基板30所定義的凹區(qū)52之內，并且采用熱界面材料54保持到位。熱界面材料54將熱管44固 定到基板30,并且將熱量從基板30傳導給熱管44。根據一個實施例，熱界面材料54可以是環(huán) 氧樹脂或焊料。重要的是要理解，并非本發(fā)明的所有實施例均需要具有熱界面材料54。例 如，凹區(qū)46可成型為保持熱管44,而無需具有粘合性的熱界面材料54。這種情況的一個示例 包括具有適合于經由壓入配合來保持熱管44的圓柱凹區(qū)的基板。其它實施例可包括將熱管 44焊接或銅焊到基板30。為了便于本公開，術語"凹區(qū)"還包括能夠圍繞熱管44的整個外圍 的基板30的空心區(qū)。
[0025]圖3示出根據一個實施例、撓性電路38如何一般環(huán)繞基板30的周圍。撓性電路38將 基板30的徑向內側40上的電子組件36與基板30的徑向外側42的電子組件36連接。根據一個 實施例，撓性電路38部分在基板30所定義的凹區(qū)52中。根據圖3所示的實施例，撓性電路38 與熱界面材料54附連。根據其它實施例，撓性電路38可直接與熱管44附連。基板30所定義的 凹區(qū)52可在制造檢測器模塊期間提供優(yōu)勢。例如，如果撓性電路38首先與基板30的徑向內 側40和基板30的徑向外側42附連，則凹區(qū)52將調節(jié)撓性電路38中留下的任何松弛。通過拉 緊撓性電路38中的松弛，凹區(qū)52放寬基板30和撓性電路38所需的容差。根據其它實施例，撓 性電路38可與熱管44電連接，或者撓性電路38可與熱界面材料54電連接，以便使熱管44電 接地。
[0026] 本書面描述使用包括最佳模式的示例來公開本發(fā)明，并且還使本領域的技術人員 能夠實施本發(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結合方法。本發(fā)明的專利 范圍由權利要求書來定義，并且可包括本領域的技術人員想到的其它示例。如果這類其它 示例具有與權利要求書的文字語言完全相同的結構元件，或者如果它們包括具有與權利要 求書的文字語言的非實質差異的等效結構元件，則它們意在處于權利要求書的范圍之內。
[0027] 零件清單

【主權項】
1. 一種計算機斷層掃描檢測器設備，包括： 兩個軌道； 定義凹區(qū)的基板； 至少部分設置在所述凹區(qū)內的熱管，所述熱管架設在所述軌道之間并且包括油芯；以 及 與所述基板附連的電子組件， 其中，所述熱管還包括高溫部分和低溫部分， 其中，所述油芯配置成經由毛細作用將工作流體從所述低溫部分移到所述高溫部分， 并且 其中，所述熱管的所述高溫部分和所述低溫部分具有離可旋轉掃描架部分的軸線的相 同徑向距離。2. 如權利要求1所述的設備，其中，所述基板定義適合保持所述熱管的一般圓柱凹區(qū)。3. 如權利要求1所述的設備，其中，所述基板包括陶瓷。4. 如權利要求1所述的設備，其中，所述電子組件選自由模數轉換器、現場可編程門陣 列以及功率調節(jié)器組成的組。5. -種計算機斷層掃描檢測器設備，包括： 兩個軌道； 附連到所述軌道的基板，所述基板定義凹區(qū)； 與所述基板附連的電子組件；以及 經由熱界面材料固定到所述基板的熱管，所述熱管至少部分設置在所述凹區(qū)內，所述 熱管架設在所述軌道之間并且包括油芯， 其中，所述熱管還包括高溫部分和低溫部分， 其中，所述油芯適合經由毛細作用將工作流體從所述低溫部分移到所述高溫部分，并 且 其中，所述熱管的所述高溫部分和所述低溫部分具有離可旋轉掃描架部分的軸線的相 同徑向距離。6. 如權利要求5所述的設備，其中，所述熱管和所述軌道通過電導體連接。7. 如權利要求6所述的設備，其中，所述電導體包括套管。8. 如權利要求5所述的設備，其中，所述熱界面材料包括環(huán)氧樹脂或焊料。9. 如權利要求5所述的設備，還包括與所述電子組件附連的柔性電路。10. 如權利要求9所述的設備，其中，所述柔性電路從所述基板的第一側環(huán)繞到所述基 板的第二側。11. 如權利要求9所述的設備，其中，所述柔性電路與所述熱管電連接。12. 如權利要求5所述的設備，其中，所述工作流體包括液相成分和氣相成分。13. -種計算機斷層掃描檢測器設備，包括： 定義凹區(qū)的基板； 至少部分設置在所述凹區(qū)內的熱管，所述熱管包括油芯；以及 與所述基板附連的電子組件。14. 如權利要求13所述的設備，其中，所述基板定義適合保持所述熱管的一般圓柱凹 區(qū)。15. 如權利要求13所述的設備，其中，所述基板包括陶瓷。16. 如權利要求13所述的設備，其中，所述電子組件選自由模數轉換器、現場可編程門 陣列以及功率調節(jié)器組成的組。17. 如權利要求13所述的設備，其中，所述熱管還包括高溫部分和低溫部分。18. 如權利要求17所述的設備，其中，所述油芯配置成經由毛細作用將工作流體從所述 低溫部分移到所述高溫部分。19. 一種計算機斷層掃描檢測器設備，包括： 軌道； 附連到所述軌道的基板，所述基板定義凹區(qū)； 與所述基板附連的電子組件；以及 經由熱界面材料固定到所述基板的熱管，所述熱管至少部分設置在所述凹區(qū)內，所述 熱管包括油芯。20. 如權利要求19所述的設備，其中，所述熱管和所述軌道通過電導體連接。21. 如權利要求20所述的設備，其中，所述電導體包括套管。22. 如權利要求19所述的設備，其中，所述熱界面材料包括環(huán)氧樹脂或焊料。23. 如權利要求19所述的設備，還包括與所述電子組件附連的柔性電路。24. 如權利要求23所述的設備，其中，所述柔性電路從所述基板的第一側環(huán)繞到所述基 板的第二側。25. 如權利要求23所述的設備，其中，所述柔性電路與所述熱管電連接。26. 如權利要求23所述的設備，其中，所述柔性電路電連接到所述熱管。27. 如權利要求19所述的設備，還包括保持在所述熱管內的工作流體。28. 如權利要求27所述的設備，其中，所述油芯適合經由毛細作用在所述熱管內移動所 述工作流體。29. 如權利要求27所述的設備，其中，所述工作流體包括液相成分和氣相成分。30. -種用于調節(jié)計算機斷層掃描檢測器的溫度的設備，包括： 包括油芯的熱管； 與所述熱管熱相通的基板，所述基板適合支承電子組件； 附連到所述基板的軌道；以及 與所述軌道熱相通的液體冷卻劑。31. 如權利要求30所述的設備，其中，所述軌道定義適合傳遞所述液體冷卻劑的通道。32. 如權利要求30所述的設備，其中，所述液體冷卻劑包括介電油或全氟化碳液體。
【文檔編號】A61B6/03GK106073813SQ201610529803
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2009年4月30日
【發(fā)明人】J·J·萊西, A·喬希
【申請人】通用電氣公司