CN111443377A - 一种可组合扩展的探测器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可组合扩展的探测器系统，包括探测器模块，所述探测器模块包括模块基体、探测器单元和单元轨道，所述探测器单元可拆卸固定在所述单元轨道上，所述单元轨道的底部设有导向槽，所述模块基体上设有水平直线导轨，所述导向槽与所述水平直线导轨之间采用间隙配合，所述单元轨道沿所述模块基体中水平直线导轨方向可滑动位移，本发明解决了现有技术中探测器单元维修不便的问题，也便于探测器单元的定位安装，既降低了维护成本，又提高了探测器单元的定位精度。

Description

一种可组合扩展的探测器系统

技术领域

本发明涉及断层扫描医疗器械技术领域，具体的说是一种可组合扩展的探测器系统。

背景技术

CT(X线电子计算机断层扫描)是利用X线断层扫描，电光子探测器接收，并把信号转化为数字输入电子计算机，再由计算机转化为图像，CT是一种无痛苦、无损伤、无危险、快速、方便，适合于任何年龄且准确性高的辅助检查工具，而CT探测器作为CT设备中关键的一部分，其性能的好坏，对CT设备至关重要。CT探测器各探测通道在层厚方向上是一个整体，形成一个探测器模块对Z向X射线进行探测、数据采集，但现有技术中所采用的CT探测器存在以下缺陷：首先，探测器模块为高价值关键件，由准直器，探测晶体，A/D板,DAS板等多个高价值机电零件构成，一旦某一探测通道出现问题，整个探测器模块就要报废掉，需要整体更换，成本较高；其次，不同机型探测器Z向覆盖范围需求不同，排数规格需求不同，需要根据客户需求定制，通用化差，不能形成规模化生产，成本高。产品可扩展性，可升级性差，不能快速满足灵活的市场差异化需求及高端大覆盖范围容积CT需求；再次，在层厚方向上整体探测器模块只能作成简单直线排布，对于高端宽覆盖容积探测器，由于X射线不能等距垂直入射至探测晶体表面，会产生图像伪影、失真，影响临床诊断；最后，探测器模块定位更换困难，基体结构复杂，成本高。

中国专利文献CN209004028U公开了一种探测器模块，用于CT探测器，所述CT探测器包括支撑体；包括：支架，设置有第一定位结构，所述第一定位结构用于与所述支撑体定位安装；探测器单元，安装于所述支架，所述探测器单元包括基体，以及安装于所述基体的闪烁体、光电转换器件、模数转换芯片，所述闪烁体与所述光电转换器件相对设置，所述模数转换芯片连接于所述光电转换器件背离所述闪烁体的一侧；所述探测器单元设置有多个，多个所述探测器单元排成一列。本申请能够提高各探测器模块与支撑体的相对位置精度，进而提高CT探测器的检测精度，但该专利中当其中某个探测器单元损坏时，需首先将整个探测模块拆下，后将探测模块拆开，才能更换探测单元，并且该专利中探测模块多采用螺钉固定，需拆卸螺钉较多，维修更换极为不便。

中国专利文献CN209559787U公开了一种CT探测器导轨组件及CT探测装置，所述的CT探测器导轨组件包括：导轨框架以及与所述导轨框架卡接的多个安装件；多个所述安装件依次排列成弧线，所述安装件朝向所述弧线外侧的一侧设置有用于安装CT探测器模块并与CT探测器模块适配的安装面。多个CT探测器模块通过对应安装件安装在导轨框架上，形成完整的CT探测器阵列。与CT探测器模块直接安装在导轨框架上的传统方案相比，在小尺寸的安装件上加工高精度安装面比较容易实现，加工质量也容易控制，成品检验也较容易，成品率较高，从而可以大幅度降低加工成本。而且，当某一个高精度安装面损坏时，仅需要更换对应的安装件即可，无需更换整个导轨框架，但该专利中探测模块通过安装件固定在导轨框架上，当探测模块中的某个探测单元损坏时，仍需先将整个探测模块拆卸，再将探测单元拆开后更换，其固定方式仍采用螺钉固定，因此在拆卸以及安装时极为不便。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明公布了一种可组合扩展的探测器系统，本发明解决了现有技术中探测器单元维修不便的问题，同时提升了探测器单元的安装精度，既降低了维护成本，又提高了探测器单元的定位精度。

本发明所公开的具体的技术方案如下：一种可组合扩展的探测器系统，包括探测器模块，所述探测器模块包括模块基体、探测器单元和单元轨道，多组探测器单元沿所述单元轨道上的弧面依次排成一排，且可拆卸固定在所述单元轨道上，所述单元轨道的底部设有导向槽，所述模块基体上设有水平直线导轨，所述导向槽与所述水平直线导轨之间采用间隙配合，所述单元轨道沿所述模块基体中水平直线导轨方向可滑动位移，使探测器模块维护时，拆卸以及安装变得简单，无需进行多次拆卸或安装螺钉，通过抽出或推回探测器模块，即可拆卸或安装定位完成探测器模块，大大简化了维修步骤，降低了维修时间，同时提升了了装配精度。

进一步的，所述水平直线导轨下表面设有垂直向下延伸的竖向凸缘，所述竖向凸缘与所述水平直线导轨构成T型支撑结构，该结构既保证探测器模块的整体强度，同时通过在T型支撑结构的两侧增加散热片，可加强探测器模块中电子元件的散热性能。

进一步的，所述单元轨道的两端设有可拆卸紧固螺钉，将单元轨道与所述水平直线导轨的相对位置固定，当拆卸时仅需将单元轨道两端的两个螺钉拆卸掉，便可抽出探测器模块，既保证探测器单元安装稳固，也避免大量使用螺钉，进而造成拆卸繁琐。

进一步的，所述竖向凸缘的两侧分别设有散热片，且所述散热片中的鳍片部分紧贴竖向凸缘的表面，探测器模块中电子元件工作产生的大量热量传递到T型支撑结构以及与T型支撑结构密切接触的散热片上，通过T型支撑结构增大散热片的散热面积，可将T型支撑结构上积聚的热量散发出来，通过空气流动排出至设备外部，避免探测器系统过热，损毁机器。

进一步的，所述探测器模块还包括数据处理板、支撑板和防护板，所述数据处理板固定在一侧的散热片上，所述单元轨道、所述散热片和所述数据处理板通过位于模块基体两端的所述支撑板固定连接，并通过所述防护板包裹成一体。

进一步的，所述探测器单元的底部固定连接有安装底座，所述安装底座上设有竖直向下延伸的凸起部分，所述凸起部分上设有固定孔。

进一步的，所述单元轨道上设有与所述安装底座的固定孔相配合的螺纹孔，通过紧固螺钉穿过固定孔与螺纹孔将安装底座固定在所述单元轨道上，当拆卸探测器单元时，只需将相应损坏探测器单元的紧固螺钉拆卸，更换为完好的探测器单元，再将紧固螺钉装回即可。

进一步的，所述探测器单元采用32×32阵列通道的矩形微平板探测器，即每个探测器单元排数为32排，通过沿单元轨道增加或减少探测器单元，可对探测器模块的排数进行扩展或收缩。

进一步的，本发明中的探测器系统包括基板和连接板，多组探测器模块依次按照一定弧度(半径距离为焦点到探测晶体的距离)排列，其模块基体一端通过可拆卸紧固件垂直固定在所述基板表面，另一端通过所述连接板固定连接在一起，使X射线可等距垂直入射至探测器模块中的探测晶体表面，避免探测图像产生伪影、失真，影响临床诊断。

进一步的，本发明中的探测器系统还包括安装外壳和进风组件，所述安装外壳为由整合板固定板、底外壳、前外壳和顶盖板固定连接构成的中空腔体，所述整合板固定板上设有数据整合板，用以整合连通探测器模块的数据线；所述前外壳表面设有多个进风口，且每个进风口处固定设置所述进风组件，通过安装外壳构成良好的通风通道，配合进风组件，使腔体内形成流速极快的通风流，降低腔体内部的温度。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

1)本发明中每个探测器模块沿层厚方向可分解出多组独立探测器单元，每个探测器单元都可以单独更换维护，维修更换过程中无需将整个探测器模块拆卸，只将安装有探测器单元的单元导轨抽出或推回即可，简化了维修步骤，强化了安装精度，且维护成本低。

2)本发明中探测器模块可按用户需求的覆盖范围以及排数数量增减探测器单元，各机型可以通用，容易规模化批量生产，大大降低成本。

3)本发明使CT产品设计更加灵活，既可用于中低端简单直线型探测器，又可用于高端弧面探测器，覆盖范围很容易扩展，并且探测器系统结构简单，成本低。

4)本发明中探测器模块可沿模块基体上的水平直线导轨抽出或推回，探测器模块定位精准，在安装过程中通过水平直线导轨可自动调整探测器单元的位置，安装精度较高。

附图说明

图1是本发明实施例中一种可组合扩展的探测器系统的立体图；

图2是本发明实施例中一种可组合扩展的探测器系统的内部结构图；

图3是本发明实施例中探测器系统内探测器模块的抽出状态图；

图4是本发明实施例中单个探测器模块的抽出状态图；

图5是本发明实施例中单个探测器模块的内部结构图；

图6是本发明实施例中单个探测器模块的立体图；

图7是本发明实施例中256排探测器系统中单个探测器模块的立体图；

图8是本发明实施例中320排探测器系统中单个探测器模块的立体图；

附图中附图标记的具体含义：

1-探测器模块、101-探测器单元、102-单元轨道、103-散热片、104-支撑板、105-数据处理板、106-模块基体、107-防护板、2-安装外壳、201-顶盖板、202-底外壳、203-前外壳、204-整合板固定板、3-进风口、4-基板、5-连接板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：

本实例以层厚方向最大可扩展至12×32＝384排，覆盖范围384×0.625＝240mm的探测器系统为例，可形成64排，128排，192排，256排，320排，384排中高端CT产品系列；通过更换单元轨道及其上探测器单元通道数量还可以进一步向上超高端或向下低端扩展。

结合图1-6所示，本发明公开的一种可组合扩展的探测器系统，包括探测器模块1，所述探测器模块1包括模块基体106、探测器单元101和单元轨道102，12组探测器单元101沿所述单元轨道102上的弧面依次排成一排，且可拆卸固定在所述单元轨道102上，所述单元轨道102的底部设有导向槽，所述模块基体106上设有水平直线导轨，所述导向槽与所述水平直线导轨之间采用间隙配合，所述单元轨道102沿所述模块基体106的水平直线导轨方向可滑动位移，使探测器模块维护时，拆卸以及安装变得简单，无需进行多次拆卸或安装螺钉，通过抽出或推回探测器模块，即可拆卸或安装定位完成探测器模块，大大简化了维修步骤，降低了维修时间。

所述水平直线导轨下表面设有垂直向下延伸的竖向凸缘，所述竖向凸缘与所述水平直线导轨构成T型支撑结构，该结构既保证探测器模块的整体强度，同时通过在T型支撑结构的两侧增加散热片，可加强探测器单元的散热性能。

所述单元轨道102的两端设有两根可拆卸紧固螺钉，将单元轨道102与所述水平直线导轨的相对位置固定，当拆卸时仅需将单元轨道两端的两个螺钉拆卸掉，便可抽出探测器模块，既保证探测器单元安装稳固，也避免大量使用螺钉，进而造成拆卸繁琐。

所述竖向凸缘的两侧分别设有一片散热片103，且所述散热片103中的鳍片部分紧贴竖向凸缘的表面，探测器单元101工作产生的大量热量通过单元轨道102传递到T型支撑结构上，通过T型支撑结构两侧密切接触的散热片103，可将T型支撑结构上积聚的热量散发出来，通过空气流动排出至设备外部，避免探测器系统过热，损毁机器。

所述探测器模块1还包括数据处理板105、支撑板104和防护板107，所述数据处理板105固定在其中一侧的散热片103上，所述单元轨道102、所述散热片103和所述数据处理板105通过模块基体106两端的支撑板104固定连接，并通过所述防护板107包裹成一体。

所述探测器单元101的底部固定连接有安装底座，所述安装底座上设有竖直向下延伸的凸起部分，所述凸起部分上设有固定孔；所述单元轨道102上设有与所述安装底座的固定孔相配合的螺纹孔，通过紧固螺钉穿过固定孔与螺纹孔将安装底座固定在所述单元轨道102上，当拆卸探测器单元101时，只需将相应损坏探测器单元的紧固螺钉拆卸，更换为完好的探测器单元，再将紧固螺钉装回即可。

所述探测器单元101采用32×32阵列通道的矩形微平板探测器，即每个探测器单元101排数为32排，通过沿单元轨道102增加或减少探测器单元101的数量，可对探测器模块1的排数进行扩展或收缩。

本发明中的探测器系统包括基板4和连接板5，多组探测器模块1依次按照一定弧度(半径距离为焦点到探测晶体的距离)排列，其模块基体106一端通过可拆卸紧固件垂直固定在所述基板4表面，另一端通过所述连接板5固定连接在一起，使X射线可等距垂直入射至探测器模块中的探测晶体表面，避免探测图像产生伪影、失真，影响临床诊断。

本发明中的探测器系统还包括安装外壳2和进风组件，所述安装外壳2为由整合板固定板204、底外壳202、前外壳203和顶盖板201固定连接构成的中空腔体，所述整合板固定板204上设有数据整合板，用以整合连通探测器模块1的数据线；所述前外壳203表面设有多个进风口3，且每个进风口处固定设置所述进风组件(图中未标出)，通过安装外壳构成良好的通风通道，配合进风组件，使腔体内形成流速极快的通风流，降低腔体内部的温度。

基于上述结构，本发明中的探测器系统可通过扩展或收缩探测器单元的数量，构成排数不同、覆盖范围不同的探测器系统，以满足不同的使用需求，如图7所示，将探测器模块中单个探测器单元的数量减少为8组，即可得到256排的探测器系统；如图8所示，将探测器模块中单个探测器单元的数量减少为10组，即可得到320排的探测器系统。

另外本发明还公开了一种探测器单元的维修方法，其包含步骤如下：

S01.拆卸顶盖板以及前外壳；

S02.松开待维修探测器模块上单元轨道的两个可拆卸紧固螺钉，并去掉该模块与相邻模块间连接板的螺钉；

S03.将待维修探测器模块插在数据整合板上的数据线拔下；

S04.将待维修探测器模块沿单元轨道方向向外滑动抽出；

S05.去掉待维修探测器模块的防护板，拆下故障的探测器单元，替换为完好的探测器单元；

S06.装回防护板，将探测器模块对准模块基体删的水平直线导轨沿单元轨道方向推回，重新插好数据线，将单元轨道的两个可拆卸紧固螺钉拧紧，并使用连接板将探测器模块与相邻模块连接固定；

S07.装回顶盖板及前盖板。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可组合扩展的探测器系统，包括探测器模块，其特征为：所述探测器模块包括模块基体、探测器单元和单元轨道，所述探测器单元可拆卸固定在所述单元轨道上，所述单元轨道的底部设有导向槽，所述模块基体上设有水平直线导轨，所述导向槽与所述水平直线导轨之间采用间隙配合，所述单元轨道沿所述模块基体中水平直线导轨方向可滑动位移。

2.根据权利要求1所述的探测器系统，其特征为：所述水平直线导轨下表面设有垂直向下延伸的竖向凸缘，所述竖向凸缘与所述水平直线导轨构成T型支撑结构。

3.根据权利要求2所述的探测器系统，其特征为：所述单元轨道的两端设有可拆卸紧固螺钉，将单元轨道与所述水平直线导轨的相对位置固定。

4.根据权利要求3所述的探测器系统，其特征为：所述竖向凸缘的两侧分别设有散热片，且所述散热片中的鳍片部分紧贴竖向凸缘的表面。

5.根据权利要求4所述的探测器系统，其特征为：所述探测器模块还包括数据处理板、支撑板和防护板，所述数据处理板固定在一侧的散热片上，所述单元轨道、所述散热片和所述数据处理板通过位于模块基体两端的所述支撑板固定连接，并通过所述防护板包裹成一体。

6.根据权利要求5所述的探测器系统，其特征为：所述探测器单元的底部固定连接有安装底座，所述安装底座上设有竖直向下延伸的凸起部分，所述凸起部分上设有固定孔。

7.根据权利要求6所述的探测器系统，其特征为：所述单元轨道上设有与所述安装底座的固定孔相配合的螺纹孔，通过紧固螺钉穿过固定孔与螺纹孔将安装底座固定在所述单元轨道上。

8.根据权利要求7所述的探测器系统，其特征为：所述探测器单元采用32×32阵列通道的矩形微平板探测器。

9.根据权利要求8所述的探测器系统，其特征为：包括基板和连接板，多组探测器模块依次按照一定弧度排列，其模块基体一端通过可拆卸紧固件垂直固定在所述基板表面，另一端通过所述连接板固定连接在一起。

10.根据权利要求9所述的探测器系统，其特征为：还包括安装外壳和进风组件，所述安装外壳为由整合板固定板、底外壳、前外壳和顶盖板固定连接构成的中空腔体，所述整合板固定板上设有连通探测器模块数据线的数据整合板；所述前外壳表面设有多个进风口，且每个进风口处固定设置所述进风组件。

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