本實(shí)用新型涉及X射線掃描技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置以及一種X射線數(shù)據(jù)采集裝置。

背景技術(shù)：

請參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的X射線數(shù)據(jù)采集的示意圖。

在計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描設(shè)備里，探測器陣列1＇與X射線源2＇相對地安裝在旋轉(zhuǎn)機(jī)架上或安裝在圍繞旋轉(zhuǎn)機(jī)架的固定機(jī)架上。由X射線源2＇發(fā)射的X射線通過位于檢測區(qū)域內(nèi)的受檢目標(biāo)后，被下方的探測器陣列1＇檢測到；探測器陣列1＇上的閃爍體將X射線轉(zhuǎn)化為光子，閃爍體下方的光電二極管陣列將光信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的電流信號；模擬電流信號進(jìn)入模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片后產(chǎn)生數(shù)字化的信號，送給下一級處理，用于最終產(chǎn)生圖像。

在目前計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描器里，通常探測器陣列1＇在Z方向上包含2到16排探測器，而負(fù)責(zé)信號采集的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置被安置在探測器陣列1＇的后方，且在超出X射線束寬度之外的區(qū)域。

隨著探測器總排數(shù)的增加，模擬信號數(shù)量的急劇增加，考慮到內(nèi)部空間限制，以及對模擬信號噪聲的要求，將放置在遠(yuǎn)端的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置與探測器陣列1＇的探測器元件相互連接變得愈加困難。

數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置被設(shè)置在探測器陣列1＇的下方最容易實(shí)現(xiàn)這種互連，但采用這種設(shè)置方式，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置不可避免地暴露在X射線束輻射范圍內(nèi)，透過探測器的入射X射線隨著時間積累，足以造成電子裝置性能改變甚至損壞。

為了解決輻射損害問題，已經(jīng)提出了使用抗輻射的處理裝置。通常用于處理計(jì)算機(jī)斷層掃描器探測器數(shù)據(jù)的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片對輻射損害比數(shù)字電子裝置更敏感?？馆椛淠M-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片通常比相似的常規(guī)專用集成電路更大，價(jià)格上更加昂貴，并且同相似的常規(guī)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片相比，每信道需要更大的功率，需要對它提供更多的電能，同時會產(chǎn)生更多的熱量，這會對CT系統(tǒng)的散熱和圖像的質(zhì)量造成很大的影響。

另一種方法是通過在模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片上涂敷遮擋輻射材料(諸如鉛或鎢層)來阻擋輻射照射。然而，這會使設(shè)計(jì)復(fù)雜化，而且存在模擬信號引入電容的問題。

再一種方法是在探測器模塊內(nèi)部加入至少兩層輻射遮擋層，但制作工藝復(fù)雜，因?yàn)檩椛湔趽鯇有枰嬖谔沾砂寤校⑶颐繉虞椛湔趽鯇有枰_眾多開口避讓的探測器引出信號線，不同輻射遮擋層的開口不能在同一X射線路徑上，設(shè)計(jì)成本高。

或者，將模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置垂直放置在探測器模塊下方，以減少接收X射線光子的面積，但X射線長時間的積累，仍可能對模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換造成影響。

因此，如何設(shè)計(jì)一種X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置以及X射線數(shù)據(jù)采集裝置，以便在降低輻射影響的同時簡化連接，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員目前亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置以及X射線數(shù)據(jù)采集裝置，不僅可以簡化探測器與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置的連接，同時還可以避免X射線損傷模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種X射線數(shù)據(jù)采集裝置，包括用于檢測X射線的探測器陣列和采集信號的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置，還包括連接在所述探測器陣列和所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置之間的電路板，所述探測器陣列、所述電路板和所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置由上至下依次設(shè)置，所述電路板設(shè)有射線遮擋區(qū)域，所述射線遮擋區(qū)域與所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置相匹配，以遮擋所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置的有源電子元器件。

本實(shí)用新型的X射線數(shù)據(jù)采集裝置，采用電路板實(shí)現(xiàn)探測器陣列與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置的連接，與現(xiàn)有技術(shù)中采用柔性或剛撓結(jié)合的電路板相比，常規(guī)的電路板具有較高的良品率，設(shè)計(jì)和加工費(fèi)用較低。更為重要的是，還電路板設(shè)有射線遮擋區(qū)域，該射線遮擋區(qū)域能夠與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置相匹配，進(jìn)而有效地遮擋模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置的有源電子元器件，不會造成電子裝置性能的改變和損壞，能夠保證正常使用，使得在成像輻射的路徑中設(shè)置模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置變得容易。

相應(yīng)地，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置與探測器之間的距離得以縮短，使得探測器陣列、電路板和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置可以由上至下依次設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置與探測器陣列的緊密互連，探測器模塊能夠平鋪成較大的二維輻射探測器，以更好地滿足掃描需求；同時，由于探測器陣列與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置大致垂直，用于實(shí)現(xiàn)兩者連接的連接線較短，有利于減小連接線的輸入電容，從而降低了模擬信號噪聲。

可選地，所述電路板還設(shè)有布線區(qū)域，用于布置所述探測器陣列和所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置的連接線。

可選地，所述電路板的中部區(qū)域形成所述射線遮擋區(qū)域，其他區(qū)域形成所述布線區(qū)域。

可選地，所述有源電子元器件包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片。

可選地，所述電路板設(shè)有用于遮擋X射線的遮擋板，所述遮擋板垂直于由所述探測器陣列透射的X射束，以便在所述遮擋板背離X射束的一面形成所述射線遮擋區(qū)域。

可選地，所述遮擋板采用高原子序數(shù)材料制成。

可選地，所述遮擋板采用高原子序數(shù)的絕緣材料制成。

可選地，所述電路板為印刷電路板。

本實(shí)用新型還提供了一種X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，包括上述任一項(xiàng)所述的X射線數(shù)據(jù)采集裝置。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的X射線數(shù)據(jù)采集的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型所提供X射線數(shù)據(jù)采集裝置在一種實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2所示X射線數(shù)據(jù)采集裝置的原理示意圖；

圖4為圖2所示X射線數(shù)據(jù)采集裝置中電路板3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖2所示X射線數(shù)據(jù)采集裝置中模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1中：

探測器陣列1＇、X射線源2＇；

圖2-5中：

探測器陣列1、閃爍體11、光電二極管12、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片21、防護(hù)區(qū)域22、電路板3、射線遮擋區(qū)域31、布線區(qū)域32、連接線4。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供了一種X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置以及X射線數(shù)據(jù)采集裝置，不僅可以簡化探測器與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2的連接，同時還可以避免X射線損傷模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2。

以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)行具體介紹，以便本領(lǐng)域技術(shù)人員準(zhǔn)確理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

為便于說明，本文的上下以X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置的正常使用狀態(tài)為參照，使用時，X射線源處于上方，X射線由上至下投射。

如圖2所示，本實(shí)用新型的X射線數(shù)據(jù)采集裝置包括由上至下依次設(shè)置的探測器陣列1、電路板3和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2，其中，探測器陣列1用于檢測X射線；模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2用于將探測器陣列1根據(jù)所檢測到的X射線轉(zhuǎn)化成的電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送給下一級處理，用于最終生成圖像；電路板3用于連接探測器陣列1和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2，并設(shè)有射線遮擋區(qū)域31，該射線遮擋區(qū)域31能夠與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2相匹配，以便對模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2的有源電子元器件進(jìn)行遮擋，避免有源電子元器件受到高強(qiáng)度X射線的輻射。

所述有源電子元器件是指，必須接有工作電源才能正常工作的一類元器件，有源電子元器件在電路中除了有輸入信號外，還必須要有外加工作電源才能工作。

誠如背景技術(shù)所述，隨著時間的積累，透過探測器陣列1入射的X射線，足以造成有源電子元器件的性能改變甚至損壞。針對這一技術(shù)問題，本實(shí)用新型在用于連接探測器陣列1與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2的電路板3設(shè)有射線遮擋區(qū)域31，然后將模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2安裝在與該射線遮擋區(qū)域31對應(yīng)的位置，進(jìn)而通過電路板3的射線遮擋區(qū)域31對X射線進(jìn)行遮擋，實(shí)現(xiàn)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2中有源電子元器件的防護(hù)，以此使得在成像輻射的路徑中設(shè)置模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2變得更加容易，可以將模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2安裝在探測器陣列1的下方，大致可以處于探測器陣列1的正下方，如圖2所示。

當(dāng)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2設(shè)置在探測器陣列1的下方時，可以采用較短的連接線4將探測器陣列1與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2進(jìn)行電連接，基本上消除了連接線4過長的問題；在連接線4較短的情況下，有利于減小連接線4的輸入電容，從而降低噪聲，具有更高的降噪性能。

并且，由于模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2與探測器陣列1的連接變得更為簡單，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2能夠滿足模擬信號數(shù)量急劇增加的需求，則計(jì)算機(jī)斷層攝影掃描器的探測器模塊就能夠平鋪成較大的二維輻射探測器，進(jìn)而更好地滿足掃描需求。

同時，現(xiàn)有技術(shù)中，探測器陣列1與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2之間通過柔性電路板或者剛撓結(jié)合的電路板連接。但是，目前，柔性電路板和剛撓結(jié)合電路板的設(shè)計(jì)和加工費(fèi)用較高，良品率也低于常規(guī)印制電路板。

本實(shí)用新型中，電路板3可以為印刷電路板，采用常規(guī)的印刷電路板就可以實(shí)現(xiàn)探測器陣列1與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2的連接，與現(xiàn)有技術(shù)相比，成本更低，使用更為可靠。

如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型中，電路板3還設(shè)有布線區(qū)域32，該布線區(qū)域32用于布置探測器陣列1與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2的連接線4。

如圖3所示，由X射線源發(fā)射的X射線通過位于檢測區(qū)域內(nèi)的受檢目標(biāo)后，被下方的探測器陣列1所檢測，探測器陣列1可以包括閃爍體11和處于閃爍體11下方的光電二極管12，其中，閃爍體11將X射線轉(zhuǎn)化為光子，閃爍體11下方的光電二極管12陣列將光信號轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的電流信號，然后向外輸出。探測器陣列1所輸出的電流信號通過連接線4傳遞至模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2，具體可以在探測器陣列1的輸出端和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2的輸入端之間設(shè)置連接線4，通過連接線4將探測器陣列1所輸出的電流信號傳遞給模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2，這些用于實(shí)現(xiàn)電流信號的連接線4需要穿過電路板3。

為滿足連接線4的布置需求，電路板3設(shè)有相應(yīng)的用于布置這些連接線4的區(qū)域，稱之為布線區(qū)域32；探測器陣列1的輸出端連接有連接線4，這些連接線4穿過電路板3的布線區(qū)域32，到達(dá)下方的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2，從而將電流信號傳遞給模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2。

如圖4所示，射線遮擋區(qū)域31設(shè)置在電路板3的中部區(qū)域，或者說，電路板3的中部區(qū)域形成射線遮擋區(qū)域31，而其他區(qū)域形成布線區(qū)域32。

相應(yīng)地，如圖3所示，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2將其有源電子元器件設(shè)置在與電路板3的中部區(qū)域相對應(yīng)的位置，而連接線4由探測器陣列1的輸出端引出后，朝向電路板3的兩側(cè)彎折，以避開射線遮擋區(qū)域31、進(jìn)入布線區(qū)域32，在布線區(qū)域32內(nèi)穿過，然后再與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2的輸入端連接。

所述布線區(qū)域32是指用于布置連接線4的區(qū)域，具體可以根據(jù)連接線4的數(shù)量以及復(fù)雜程度進(jìn)行設(shè)置，以便于形成足夠的布線空間。連接線4穿過布線區(qū)域32時，具體可以按照預(yù)定的形狀或者順序?qū)B接線4進(jìn)行布置，還可以通過固線部件對連接線4進(jìn)行固定。

所述電路板3的中部區(qū)域是指，以電路板3的中心為參照，向外延伸預(yù)定距離所形成的區(qū)域，是相對于電路板3的外端而言的，該區(qū)域的大小和位置根據(jù)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2中有源電子元器件的布置區(qū)域進(jìn)行設(shè)置。

如圖5所示，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2中，有源電子元器件主要包括用于實(shí)現(xiàn)模擬電流信號至數(shù)字化信號轉(zhuǎn)換的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片21，可以設(shè)置兩個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片21。電路板3的射線遮擋區(qū)域31會在模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2的相應(yīng)位置形成一個防護(hù)區(qū)域22，兩個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片21就可以設(shè)置在該防護(hù)區(qū)域22中；兩個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片21之間具有預(yù)定的間距，并且，由于防護(hù)區(qū)域22的外緣屬于遮擋防護(hù)能力較低的區(qū)域，故兩個模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片21中，任意一者均與防護(hù)區(qū)域22的邊緣具有一定的安全距離，如圖5所示。

在上述基礎(chǔ)上，可以在電路板3上設(shè)置用于遮擋X射線的遮擋板，該遮擋板可以大致垂直于由探測器陣列1透射的X射束，該遮擋板可以吸收大量的X射線，以便在該遮擋板背離X射束的一面形成一個射線強(qiáng)度較弱的區(qū)域，即為射線遮擋區(qū)域31。

可以理解，遮擋板的大小和位置均與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2相匹配，進(jìn)而能夠使得所形成的射線遮擋區(qū)域31與模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電子裝置2相匹配。

遮擋板背離X射束的一面是指，遮擋板的下面，即遮擋板以其上面正對X射束，相應(yīng)地，遮擋板的下面所對應(yīng)的區(qū)域即為射線遮擋區(qū)域31。

具體地，可以采用高原子序數(shù)的材料制成遮擋板，如鎢、鉛、鎢合金、鉛合金等；或者，遮擋板也可由絕緣的高原子序數(shù)材料制成，例如，氧化鉛，其厚度足夠厚，足以達(dá)到吸收大量入射輻射的作用。

本實(shí)用新型還提供了一種X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置，包括上述的X射線數(shù)據(jù)采集裝置。本實(shí)用新型僅對X射線數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行了改進(jìn)和說明，其他部分請參照現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。

以上對本實(shí)用新型所提供X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置以及X射線數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。