一种CT探测器的制作方法

一种ct探测器
技术领域
1.本实用新型涉及医学成像技术领域，具体而言，涉及一种ct探测器。


背景技术：

2.x射线ct是x射线断层扫描技术的简称，通过对ct数据进行重建得到被扫描物体的断层图像，通过对断层图像中的特征数据进行分析，实现对被扫描物体中危险物品的识别。
3.ct机中核心部件是探测器，探测器主要由光栅、闪烁体、光电传感单元、ad转换器等部件组成，这些部件的一些重要特性受温度影响比较敏感，因此，需要让探测器的温度处于一个稳定的范围内。
4.现有的ct探测器是通过探测腔体内传感器返回探测器的周围空气温度，整体地控制整个探测器的温度，让探测器整体的温度保持在一个稳定范围之内。然而，由于探测器内每个传感器所处位置不同，以及每个探测模块也有一定的加工差异等原因，导致每个探测模块受到的外界加热效果存在差异，这会造成每个探测模块之间的温度会有不同，进而导致ct探测器采集到的图像出现伪影，影响诊断结果。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种ct探测器，能够解决上述提到的至少一个技术问题。具体方案如下：
6.根据本实用新型的具体实施方式，本实用新型提供一种ct探测器，包括：多个探测模块，所述多个探测模块被划分为多个分区，每个分区包括至少一个探测模块，每个探测模块均设置有加热器与温度传感器；一级控制器，与每个二级控制器电连接，用于存储至少一个预设工作温度；多个二级控制器，该多个二级控制器相互独立，并分别与所述一级控制器电连接，每个二级控制器与同一分区内所有探测模块中的温度传感器和加热器电连接；所述二级控制器用于读取每个模块的温度值并计算该分区所有模块的平均温度值，以及获取该分区对应的预设工作温度，并根据所述平均温度值及预设工作温度生成加热器控制信号，再根据控制信号同步控制每个加热器的工作状态。
7.在一些实施例中，不同分区内所述探测模块的数量相同或者不相同。
8.在一些实施例中，所述多个探测模块按区域被划分为多个分区，所述多个分区包括边缘分区以及中间分区。
9.在一些实施例中，所述边缘分区内探测模块的数量多于中间分区内探测模块的数量。
10.在一些实施例中，所述预设工作温度的数量与所述分区的数量相同，每个分区对应一个预设工作温度，该预设工作温度可以相同或不同。
11.在一些实施例中，所述预设工作温度的数量为一种时，所有分区对应同一个预设工作温度。
12.在一些实施例中，所述二级控制器的数量与所述多个分区的数量相同。
13.在一些实施例中，同一分区内的多个所述探测模块接收到相同的加热器控制信号，所述加热器控制信号包括加热信号以及不加热信号中任意一种信号。
14.在一些实施例中，当每个分区内多个探测模块的平均温度值与预设工作温度之差处于可波动温度范围内，则所述二级控制器生成所述不加热信号；或，当每个分区内多个探测模块的平均温度值与预设工作温度之差大于可波动温度范围，则所述二级控制器生成所述加热信号。
15.在一些实施例中，所述二级控制器包括通信电路、采集电路、运算器及控制电路；所述通信电路，与一级控制器电连接，用于接收一级控制器发送的预设工作温度；所述采集电路，与每个探测模块中的温度传感器电连接，用于获取所述探测模块中温度传感器的传感数值；所述运算器，用于接收所述采集电路发送的传感数值并作平均计算生成每个分区的平均温度值；还用于获取该分区对应的所述预设工作温度，并根据所述平均温度值以及预设工作温度生成每个分区的加热器控制信号；所述控制电路，与所述运算器电连接，用于接收加热器控制信号并根据所述加热器控制信号同步控制同一分区内多个探测模块中加热器的工作状态。
16.本实用新型实施例的上述方案与现有技术相比，至少具有以下有益效果：
17.第一，本实用新型通过对多个探测模块进行划分，可以按不同用户需求和功能效果分成不同数量的分区，灵活度高，适用性强；
18.第二，相较于整体控制，本实用新型中对每个探测模块的温度控制更加精准，避免了因模块本身的差异化和位置的差异化等造成图像伪影的问题；
19.第三，本实用新型提供的ct探测器结构简单、制作成本低。
附图说明
20.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
21.图1示出了本实用新型提供的一种ct探测器工作的原理示意图；
22.图2示出了本实用新型提供的一种ct探测器的结构示意图；
23.图3示出了图2所述ct探测器的另一视角的结构示意图；
24.图4示出了图2所述ct探测器中二级控制器的结构框图；
具体实施方式
25.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至
少两种。
27.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.应当理解，尽管在本实用新型实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述，但不应限于这些术语。
29.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。
30.下面结合附图详细说明本实用新型的可选实施例。
31.实施例1
32.本实用新型提供的ct探测器可设置于ct机旋转架上，以接收球管发射的x射线，并通过对x射线进行信号处理得到扫描图像。图1示出了本实用新型提供的一种ct探测器工作的原理示意图，本实用新型可对多个探测模块进行任意分区，满足用户需求；根据不同分区的实现，对探测器的温度控制更加精准，能够从不同程度提高扫描图像质量，有利于医护人员进行诊断。
33.具体地，如图1所示，本实用新型实施例提供一种ct探测器100，包括：
34.多个探测模块10，所述多个探测模块10被划分为多个分区，每个分区包括至少一个探测模块，每个探测模块均设置有加热器11与温度传感器12；
35.一级控制器20，与每个二级控制器30电连接，用于存储至少一个预设工作温度；
36.多个二级控制器30，该多个二级控制器相互独立，并分别与所述一级控制器20电连接，每个二级控制器30与同一分区内所有探测模块中的温度传感器12和加热器11电连接，用于读取每个模块的温度值并计算该分区所有模块的平均温度值，以及获取该分区对应的预设工作温度，生成加热器控制信号并同步传送至每个加热器，改变所述加热器的工作状态。
37.其中，所述探测模块的数量不限，由实际产品生产决定。对于不同数量的探测模块，其分区的数量可以相同，亦可以不同，分区的主要思想是将所有探测模块的温度控制在相同范围内，以提高图像质量，主要取决于用户需求或所需要实现的功能效果，划分灵活。
38.当所述多个探测模块10按区域被划分为多个分区时，所述分区的数量与分区内探测模块的数量相互关联，可以理解为，不同分区内所述探测模块的数量可以相同，亦可以不同。在一些实施例中，若所述ct探测器共包括10个探测模块，将该10个探测模块平均划分为5个分区a、b、c、d、e，每个分区包括2个探测模块，如此每个分区的探测模块数量相同，能够保证探测器模块加热均匀。
39.在一些实施例中，每个分区内的探测模块可以是相邻，可以是不相邻，例如从左到右，可以将第一个探测模块、第三个探测模块、第六个探测模块划分为一个分区；或者按顺序将第一、第二、第三个探测模块划分为一个分区，具体不做限制，划分灵活。
40.所述多个分区包括边缘分区以及中间分区，其中，所述边缘分区为位于探测器两
端附近的模块形成的区域，所述中间分区包括除了边缘分区之外的分区。所述边缘分区的数量可以为一个或者多个；所述中间分区的数量可以为一个或多个。在一些实施例中，分区a和分区e可以认为是边缘分区，b、c、d认为是中间分区。当然，也可以是a、b、d、e认为是边缘分区，c是中间分区。
41.所述分区的数量可根据用户的不同需要或者功能效果灵活划分，具体划分原则包括：
42.(1)若对ct图像质量要求较高，则保持中间分区的温度与边缘分区的温度差异尽可能小，可设置分区数量大于或等于分区阈值，提高温度的控制精度。其中，所述分区阈值可以为用户首次扫描图像时划分的分区数量，也可以由用户根据需求自定义设置，在此不做限制。
43.(2)若对ct图像质量要求较低，则中间分区的温度与边缘分区的温度差异数值不需要太小，此时，可设置分区数量小于所述分区阈值。
44.在一些实施例中，当设置分区数量小于所述分区阈值时，也就是，不同分区内所述探测模块10的数量不同，此时可设置所述边缘分区内探测模块的数量多于中间分区内探测模块的数量，由于位于中心位置附近的探测器模块的温度对图像质量起到重要作用，因此，可着重于精确控制所述中间分区的温度。
45.图2示出了所述ct探测器的具体结构示意图；图3示出了图2所述ct探测器的另一视角的结构示意图。如图2-3所示，所述ct探测器100还包括一基座40，该基座40主要是用于安装，以便ct探测器100固定在ct机的旋转架(图中未示)上。所述基座的形状不限，具体根据实际需求设置，只要能够承载多个探测模块和一级控制器、二级控制器即可，例如可以为不规则形状、矩形、梯形等。
46.在一些实施例中，所述基座40包括底座41、相对设置于所述底座两端的第一侧壁42以及第二侧壁43、以及位于所述第一侧壁42以及第二侧壁43之间的开口。各个结构可以是一体注塑成型，也可以是固定连接。其中，所述开口、第一侧壁、第二侧壁及底座构成一内部空间。
47.所述多个探测模块10间隔设置于所述基座10的开口处，且依次从所述第一侧壁42向靠近所述第二侧壁43的方向延伸设置。所述多个探测模块10相互独立，互不干扰。
48.如图1-3所示，每个探测模块10包括加热器11、温度传感器12、金属支架13及闪烁体(图中未示)。所述金属支架13设置于所述开口处，通过隔热元件与所述基座40固定，用于将所述加热器11产生的热量全部传输给所述闪烁体，避免部分热量传递给所述基座40，其中，所述隔热元件可以为塑料卡钉、隔热胶等。
49.所述金属支架13为采用金属材料制成的较薄厚度的片状结构，导热速度快，能够提高热量的传输效率。所述金属材料可以为不锈钢、金、银等材料。本实施例中，所述金属支架13为片状矩形结构，所述金属支架所在长度方向垂直于所述多个探测模块的延伸方向，所述金属支架所在宽度方向平行于所述多个探测模块的延伸方向。
50.所述闪烁体，该闪烁体设置于所述金属支架面向接收x射线的表面。所述闪烁体设置于所述金属支架13背对所述内部空间的一侧，所述闪烁体具有朝向发射源的能量接收面，该能量接收面远离所述金属支架13表面，用于接收发射源例如球管发射的射线，当射线中的高能粒子撞击闪烁体时，闪烁体能将高能粒子的动能转变为光能而发出闪光，闪烁体
可以以晶体形式存在，因此也可以称为闪烁晶体，闪烁体用于将x射线转换为可见光。本实施例中，所述闪烁体贴合于所述金属支架表面，利于快速吸收热量。
51.所述加热器11和所述温度传感器12均设置于所述金属支架背离所述闪烁体的表面，其中，所述加热器与所述闪烁体相对设置；所述加热器用于保持所述闪烁体温度。所述温度传感器12用于实时采集所述金属支架的表面温度。在一些实施例中，所述加热器11为薄膜热电阻，通过防热胶粘贴于所述金属支架靠近内部空间的表面，通过设置薄膜热电阻能够减小探测装置的重量，且所述探测装置结构简单、方便制作。
52.所述温度传感器12可选择灵敏度为0.2℃
±
0.1℃的传感器，本实施例中，采用温度传感器灵敏度小于0.2℃。需要说明的是，所述温度传感器采集的始终是所述金属支架的表面温度，由于加热器热量通过金属支架传导直接作用于闪烁体，基于所述闪烁体的温度随着所述金属支架表面温度的变化而呈线性变化，因此，保证所述金属支架表面温度的稳定即认为保证所述闪烁体预设工作温度的稳定。
53.如图1所示，所述一级控制器20，与每个二级控制器30电连接，用于预先存储至少一个预设工作温度，所述预设工作温度可以根据ct探测器的最佳工作温度范围来进行设定，一般情况下为已知闪烁体的最佳工作温度。
54.所述预设工作温度的数量可以为一个，也可以为多个，当所述预设工作温度数量为一个时，所有分区对应同一个预设工作温度，也就是说，每个分区最终温度都控制在所同一温度下。在一些实施例中，当所述预设工作温度的数量为多个时，所述预设工作温度的数量与所述分区的数量相同，每个分区对应一个不同的预设工作温度。当然，也可以是部分预设工作温度相同，部分预设工作温度不相同。
55.所述二级控制器30的数量与所述分区的数量相同，每个二级控制器独立控制一个分区，与该分区内的所有探测模块相连接，从而实现单独控制每个分区内的温度。相较于采用一个控制器直接控制每个探测模块，本实用新型通过多个二级控制器30进行分区控制，能够减少控制链路数量，提高温度控制效率。
56.具体的，如图4所示，所述二级控制器30包括通信电路31、采集电路32、运算器33及控制电路34；所述通信电路31，与一级控制器30电连接，用于接收一级控制器20发送的预设工作温度。
57.所述采集电路32，与每个探测模块中的温度传感器12电连接，用于获取所述探测模块10中温度传感器的传感数值。每个采集电路获取该分区内每个探测模块的实际温度。
58.所述运算器33，用于接收所述采集电路32发送的传感数值以及获取所述预设工作温度，并根据所述传感数值以及预设工作温度生成每个分区的加热器控制信号。所述加热器控制信号包括加热信号以及不加热信号中任意一种信号。
59.具体的，所述运算器33对同一分区内的所有探测模块的实际温度做平均计算，得到该分区的平均温度值；当每个分区内多个探测模块的平均温度值与预设工作温度之差处于可波动温度范围内，则所述二级控制器生成所述不加热信号。其中，所述可波动温度范围为预先设定的数值范围，例如，可波动范围为0.5℃～1℃，预设工作温度为28℃，当一分区内的平均温度值为27℃时，则认为不需要加热该分区内探测模块的温度，生成不加热信号，具体可生成控制使能信号0。
60.在一些实施例中，当每个分区内多个探测模块的平均温度值与预设工作温度之差
大于可波动温度范围时，则所述二级控制器30生成所述加热信号，具体可生成控制使能信号1。
61.所述控制电路34，与所述运算器33电连接，用于接收加热器控制信号并根据所述加热器控制信号同步控制同一分区内多个探测模块中加热器的工作状态。具体的，所述控制电路与每个探测模块中的加热器电连接，用于发送控制信号给所述加热器。
62.在一些实施例中，当所述加热器控制信号为加热信号时，所述控制电路同步控制与其连接的每个加热器以预设功率进行加热，直到所述探测模块的温度达到所述预设工作温度。具体的，在加热器处于加热过程中，所述温度传感器实时获取所述探测模块的温度，并发送至所述采集电路，当所述实时温度达到所述预设工作温度时，所述运算器生成不加热信号，所述控制电路控制所述加热器停止工作。
63.在一些实施例中，当所述加热器控制信号为不加热信号时，则所述控制电路控制所述加热器维持当前状态，不打开加热开关或者关闭加热开关。
64.在上述实施例中，所述一级控制器只是用来存储预设工作温度，并不参与控制，整个探测器的控制过程由多个二级控制器分别完成。当然，在一些其它实施例中，所述一级控制器可以与多个二级控制器分别电连接，同时与所有探测模块的温度传感器电连接，用于计算每个分区的平均温度值并生成加热器控制信号；所述二级控制器与一个分区内的所有探测模块的加热器电连接，将所述加热器控制信号传输给探测模块，在该实施例中，通过多个二级控制器实现分区控制，所述二级控制器仅用来通信，并不参与计算过程。可选的，所述多个二级控制器可以为多根独立的控制总线。如此设置，所述ct探测器结构更简单，制作成本更低。
65.进一步，所述ct探测器还包括一壳体(图中未示)和设置于所述壳体上的风扇(图中未示)。所述壳体匹配套设于所述基底外壁，所述闪烁体通过所述壳体暴露，所述壳体用于保护所述探测器模块，进一步防止灰尘进入内部空间。所述壳体的形状与所述基底的形状相适配，在此不作限制。
66.所述风扇设置于所述壳体上，面向所述探测模块，与所述控制模块电连接，用于探测器外部温度剧烈上升时开启，增大所述探测器内部空间的热耗散，形成新的稳态。具体的，当所述外部环境温度剧烈上升时，所述ct探测器的温度高于预设工作温度，此时风扇开启，对探测器内部降温直到预设工作温度。可以理解为，当外部环境温度稳定，所述探测器正常工作时，所述风扇不工作，如此可降低风扇工作频率，同时改善探测器内部的防尘效果。
67.本实施例提供的一种ct探测器，通过对多个探测模块分区划分，可以按不同用户需求和功能效果分成不同数量的分区，灵活度高，适用性强；相较于整体控制，本实用新型中对探测器模块的温度控制更加精准，避免了因模块本身的差异化和位置的差异化等造成图像伪影的问题；本实用新型提供的ct探测器结构简单、制作成本低。
68.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。