用于分层成像检测器的方法和系统

技术领域

本文所公开的主题的实施方案涉及非侵入性诊断成像和非破坏性测试，并且更具体地涉及计算机断层摄影(CT)检测器以及用于实现跨CT检测器的均匀热分布的方法。

背景技术

非侵入式成像技术允许获得患者或对象的内部结构的图像，而无需对该患者或对象执行侵入式程序。具体地，诸如计算机断层摄影(CT)之类的技术使用各种物理原理(诸如通过靶体积的X射线的差分传输)来获取图像数据和构建断层摄影图像(例如，人体或其他成像结构的内部的三维表示)。

穿过靶体积的非衰减x射线可由CT检测器收集。CT检测器可包括检测器模块阵列，该检测器模块阵列被配置为在与x射线相互作用时发射光。所发射的光可被转换成电信号并且用于生成断层摄影图像。检测器模块可各自为耦接到共同的计算设备的单独电路。基于从检测器模块阵列接收的信号，数字重建可在计算设备处发生。

发明内容

在一个实施方案中，一种成像系统包括一个或多个检测器模块，每个检测器模块具有多个层，该每个检测器模块包括X射线传感器组件，该X射线传感器组件垂直于检测器模块的竖直轴线取向并定位在传导块上方；辐射阻挡件，该辐射阻挡件定位在该X射线传感器组件与该传导块之间，该辐射阻挡件被配置为阻挡辐射穿透到该传导块中；和至少一个集成电路，该至少一个集成电路沿着该传导块的一侧定位并且被配置为由该辐射阻挡件屏蔽掉照射。以此方式，减轻了由暴露于辐射引起的集成的劣化，从而增加了检测器模块的寿命和性能。

应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。

附图说明

通过参考附图阅读以下对非限制性实施方案的描述将更好地理解本发明，其中以下：

图1示出了根据一个实施方案的成像系统的绘画视图；

图2示出了根据一个实施方案的示例性成像系统的方框示意图；

图3示出了根据一个实施方案从第一视图的耦接到柔性缆线的检测器模块的第一示例；

图4示出了没有柔性缆线、从第二视图的图3的检测器模块；

图5示出了根据一个实施方案的适配有隔热层的检测器模块的第二示例；

图6示出了图5的检测器模块的区段的展开图；

图7示出了根据一个实施方案的检测器模块的第三示例；

图8示出了根据一个实施方案的检测器模块的第四示例；

图9A示出了根据一个实施方案的被配置为使用辐射屏蔽件阻挡散射辐射的检测器模块的第五示例；

图9B示出了图9A的检测器模块，其中辐射屏蔽件定位在另选的位置中；

图10示出了根据一个实施方案的检测器模块的传导块的第一另选示例；

图11示出了根据一个实施方案的检测器模块的传导块的第二另选示例；

图12示出了根据一个实施方案的适配有多层辐射阻挡件的检测器模块的第六示例。

图3至图12大致按比例示出。

具体实施方式

以下描述涉及CT检测器的各种实施方案。CT检测器可包括在成像系统(诸如以绘画视图并作为示意图在图1和图2中示出的成像系统)中。多个检测器模块可形成CT检测器，每个检测器模块包括至少一个专用集成电路(ASIC)、一个或多个光电二极管和至少一个传导块。检测器模块还可包括辐射阻挡层(例如，辐射阻挡件)和隔热层，以屏蔽ASIC对辐射的暴露并减轻布置在ASIC上方的光电二极管的不期望加热。适配有辐射阻挡件和第一类型的隔热层的检测器模块的示例在图3和图4中示出。另选的隔热层的示例描绘于图5中，并且隔热层的展开图示出于图6中。具有不同结构变型以屏蔽ASIC免受辐射的检测器模块的附加示例在图7和图8中示出。如图9A和图9B所示，检测器模块还可适配有任选的辐射阻挡件，以进一步屏蔽ASIC免受散射辐射。检测器模块的传导块的材料和配置的变化在图10和图11中示出。多层辐射阻挡件的示例在图12中示出。

CT成像可用于获得三维(3D)x射线图像，其中可通过组合从不同角度获取的x射线测量值来生成图像。x射线测量产生靶成像区域的横截面图像，这些横截面图像可经数字堆叠以形成3D图像。由CT成像产生的图像可提供比常规二维x射线成像更详细的信息。

CT扫描仪可包括机动化的x射线源，该机动化的x射线源被配置为围绕患者旋转，从而发射来自x射线源的x射线光束穿过患者。在与x射线源相对定位的检测器处接收未被患者衰减的X射线束。检测器可由检测器模块的阵列形成，每个模块包括x射线传感器组件，诸如被配置为将光转换成电信号的光电二极管，或被配置为将x射线直接转换成电信号的直接转换检测器。电信号可由耦接到检测器模块的ASIC传输到电路板。在信号的收集和传输期间，ASIC可产生热量，从而导致检测器模块的温度升高。光电二极管暴露于高温可导致光电二极管劣化以及检测器的不良和/或不一致性能。

此外，虽然ASIC可定位在光电二极管下方，远离x射线束的直接照射，但是这些射束的穿透和散射仍可使ASIC暴露于辐射。ASIC的电子部件可能对辐射敏感并且易于在暴露时劣化。因此，将检测器模块配置为具有使光电二极管热绝缘并屏蔽ASIC免受辐射的系统可增加检测器的性能和寿命。

本文的发明人已认识到了这些问题。在一个示例中，上述问题可至少部分地通过适配有隔热层和x射线辐射阻挡层的分层检测器模块来解决。隔热层可阻止热量从检测器模块的集成电路传导到一个或多个光电二极管，而辐射阻挡层可阻隔x射线束的穿透，从而减少集成电路的暴露。检测器模块还可被配置为具有任选的结构变型，以增强x射线束衰减并分别增加光电二极管和集成电路的热屏蔽和辐射屏蔽。用于分层检测器模块的系统和方法的细节在下文参考图3至图12提供。

现在转到图1，描绘了被配置用于CT成像的示例性CT系统100。具体地，CT系统100被配置为对受检者112(诸如患者、无生命对象、一个或多个制造部件)和/或外来对象(诸如存在于身体内的牙科植入物、支架和/或造影剂)进行成像。在一个实施方案中，CT系统100包括机架102，该机架102继而还可以包括至少一个x射线源104，该至少一个x射线源104被配置为投射x射线辐射束106以用于对受检者112进行成像。具体地，x射线源104被配置为将x射线106朝向定位在机架102的相对侧上的检测器阵列108投射。尽管图1仅示出了单个x射线源104，但是在某些实施方案中，可以采用多个x射线辐射源和检测器来投射多条x射线106，以便在对应于患者的不同能量水平采集投影数据。在一些实施方案中，x射线源104可以通过快速峰千伏电压(kVp)切换来实现双能量宝石能谱成像(GSI)。在一些实施方案中，所采用的x射线检测器是能够区分不同能量的x射线光子的光子计数检测器。在其它实施方案中，使用两组x射线管检测器来生成双能量投影，其中一组x射线管设置为低kVp并且另一组设置为高kVp。因此应当理解的是，本文所述的方法可用单能量采集技术以及双能量采集技术来实现。

在一些CT成像系统配置中，辐射源投射锥形射束，该锥形射束被准直成位于笛卡尔坐标系的X-Y-Z平面内并且通常被称为“成像平面”。辐射束穿过正在被成像的对象，诸如患者或受检者112。射束在被对象衰减之后照射在辐射检测器阵列上。在检测器阵列处接收的衰减辐射束的强度取决于对象对辐射束的衰减。阵列的每个检测器元件产生单独的电信号，该单独的电信号是检测器位置处的射束衰减的量度。单独地采集来自所有检测器元件的衰减测量，以产生传输分布。

在一些CT系统中，使用机架使辐射源和检测器阵列在成像平面内围绕待成像的对象旋转，使得辐射束与对象相交的角度不断变化。在一个机架角度下来自检测器阵列的一组辐射衰减测量值(例如，投影数据)被称为“视图”。对象的“扫描”包括在辐射源和检测器的一次旋转期间在不同的机架角度或视角下制得的一组视图。可以设想的是，本文所述的方法的益处源于CT之外的医疗成像模态，因此如本文所用，术语“视图”不限于上文关于来自一个机架角度的投影数据所述的用途。术语“视图”用于意指每当存在来自不同角度的多个数据采集(无论是来自CT、正电子发射断层摄影(PET)还是单光子发射CT(SPECT)采集)时的一个数据采集，和/或任何其他模态(包括尚待开发的模态)以及它们在融合实施方案中的组合。

在某些实施方案中，CT系统100还包括图像处理器单元110，该图像处理器单元被配置为使用迭代或分析图像重建方法来重建受检者112的靶体积的图像。如本文所用，短语“重建图像”并非旨在排除其中生成表示图像的数据而非可视图像的本发明的实施方案。因此，如本文所用，术语“图像”广义地是指可视图像和表示可视图像的数据两者。然而，许多实施方案生成(或被配置为生成)至少一个可视图像。

图2示出了类似于图1的CT系统100的示例性成像系统200。根据本公开的各方面，成像系统200被配置用于对受检者204(例如，图1的受检者112)进行成像。在一个实施方案中，成像系统200包括检测器阵列108(参见图1)。检测器阵列108还包括多个检测器元件202，所述多个检测器元件一起感测穿过受检者204(诸如患者)的x射线束106(参见图1)以采集对应的投影数据。因此，在一个实施方案中，以包括多行单元或检测器元件202的多切片配置来制造检测器阵列108。在此类配置中，一个或多个附加行的检测器元件202以并行配置布置，以用于采集投影数据。

在某些实施方案中，成像系统200被配置为遍历受检者204周围的不同角位置以采集所需的投影数据。因此，机架102和安装在其上的部件可以被配置为围绕旋转中心206旋转，以获取例如不同能级下的投射数据。另选地，在相对于受检者204的投影角度随时间变化的实施方案中，所安装的部件可被配置为沿着大致弧形而不是沿着一段圆周移动。

因此，当x射线源104和检测器阵列108旋转时，检测器阵列108收集衰减的x射线束的数据。然后，由检测器阵列108收集的数据经历预处理和校准以对数据进行调节以表示所扫描的受检者204的衰减系数的线积分。经处理的数据通常被称为投影。

在一些示例中，检测器阵列108中的单独检测器或检测器元件202可包括光子计数检测器，该光子计数检测器将单独光子的交互寄存到一个或多个能量区间(energy bin)中。应当理解，本文所述的方法还可使用能量积分检测器来实现。

所采集的投影数据集可用于基础材料分解(BMD)。在BMD期间，将所测量的投影转换为一组材料密度投影。可将材料密度投影重建以形成每种相应的基础材料的一对或一组材料密度标测图或图像(诸如骨、软组织和/或造影剂标测图)。密度图或图像可继而相关联以形成对成像体积中的基础材料(例如骨、软组织和/或造影剂)的体绘制(volumerendering)。

在一个实施方案中，成像系统200包括控制机构208，以控制部件的运动，诸如机架102的旋转和x射线源104的操作。在某些实施方案中，控制机构208还包括x射线控制器210，该x射线控制器被配置为向x射线源104提供功率和定时信号。另外，控制机构208包括机架马达控制器212，该机架马达控制器被配置为基于成像要求来控制机架102的旋转速度和/或位置。

在某些实施方案中，控制机构208还包括数据采集系统(DAS)214，该DAS被配置为对从检测器元件202接收的模拟数据进行采样，并将模拟数据转换为数字信号以用于后续处理。DAS 214还可以被配置为选择性地将来自检测器元件202的子集的模拟数据聚集到所谓的宏检测器中，如本文进一步描述的。将由DAS 214采样并数字化的数据传输到计算机或计算设备216，该计算机或计算设备可以是图1的图像处理器单元110。在一个示例中，计算设备216将数据存储在存储设备或大容量存储装置218中。例如，存储设备218可以包括硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘-读/写(CD-R/W)驱动器、数字通用光碟(DVD)驱动器、闪存驱动器，以及/或者固态存储驱动器。

另外，计算设备216向DAS 214、x射线控制器210和机架马达控制器212中的一者或多者提供命令和参数，以控制系统操作，诸如数据采集和/或处理。在某些实施方案中，计算设备216基于操作员输入来控制系统操作。计算设备216经由可操作地耦接到计算设备216的操作员控制台220来接收操作员输入，该操作员输入例如包括命令和/或扫描参数。操作员控制台220可以包括键盘(未示出)或触摸屏，以允许操作员指定命令和/或扫描参数。

在一个实施方案中，例如，成像系统200包括图片存档和通信系统(PACS)224或者耦接到PACS。在一个示例性实施方式中，PACS 224进一步耦接到远程系统(诸如放射科信息系统、医院信息系统)和/或耦接到内部或外部网络(未示出)，以允许处于不同位置的操作员供应命令和参数和/或获得对图像数据的访问。

计算设备216使用操作员供应的和/或系统定义的命令和参数来操作检查台马达控制器226，该检查台马达控制器又可控制检查台228，该检查台可以是电动检查台。具体地，检查台马达控制器226可移动检查台228以将受检者204适当地定位在机架102中，以采集与受检者204的靶体积对应的投影数据。

如前所述，DAS 214对由检测器元件202采集的投影数据进行采样和数字化。随后，图像重建器230使用所采样和数字化的x射线数据来执行高速重建。在一个实施方案中，图像重建器230将重建的图像存储在存储设备218中。另选地，图像重建器230可将重建的图像传输到计算设备216，以生成用于诊断和评估的可用患者信息。在某些实施方案中，计算设备216可将重建的图像和/或患者信息传输到显示器或显示设备232，该显示器或显示设备通信地耦接到计算设备216和/或图像重建器230。在一些实施方案中，重建的图像可以从计算设备216或图像重建器230传输到存储设备218，以进行短期或长期存储。

本文进一步所述的各种方法和过程可作为可执行指令存储在成像系统200中的计算设备(或控制器)上的非暂态存储器中。在一个实施方案中，图像重建器230可在非暂态存储器中包括此类可执行指令，并且可应用本文所述的方法来由扫描数据重建图像。在另一个实施方案中，计算设备216可在非暂态存储器中包括指令，并且可在从图像重建器230接收到重建的图像之后至少部分地将本文所述的方法应用于该重建的图像。在另一个实施方案中，本文所述的方法和过程可分布在图像重建器230和计算设备216上。

在一个实施方案中，显示器232允许操作员评估成像的解剖结构。显示器232还可允许操作员例如经由图形用户界面(GUI)来选择感兴趣的体积(VOI)和/或请求患者信息，以供后续扫描或处理。

如上所述，检测器阵列可包括多个检测器元件(例如，图2的检测器108和检测器元件202)。检测器阵列可在多种成像系统中实现。多个检测器元件中的每个检测器元件可结合到由多个部件形成的检测器模块中，所述多个部件为诸如一个或多个X射线传感器组件、一个或多个ASIC、电路板、电连接器、散热器等。在检测器阵列用于x射线成像系统的示例中，X射线传感器组件可以是光电二极管或直接转换检测器。在计算机断层摄影系统中，如图1和图2所示，并且如本文所述，X射线传感器组件可以是光电二极管，其中闪烁器定位在该光电二极管的顶部上。在电信号从光电二极管传输到电路板期间，热量可在ASIC处生成。通过检测器模块传导热量可导致对光电二极管的不期望加热并使光电二极管的性能劣化。此外，x射线束的穿透和散射可使ASIC经受照射，该照射可不利地影响电信号的传输。

为了减轻检测器模块中ASIC对x射线辐射的暴露，检测器模块可被配置为具有阻挡x射线束穿透到检测器模块中的层。例如，如图3中从第一透视视图300所示，检测器模块302的第一示例可配备有辐射阻挡件304。提供了用于在各视图之间进行比较的一组参考轴301，从而指示y轴、x轴和z轴。辐射阻挡件304可相对于y轴定位在光电二极管306下方。

检测器模块302可以是由各种层和部件形成的块，该各种层和部件包括光电二极管306、辐射阻挡件304、传导块308、一个或多个ASIC 310和柔性缆线312。柔性缆线312耦接到光电二极管306的相对于y轴的上表面，从而在光电二极管306与辐射阻挡件之间形成层，在该层处光电二极管306堆叠在辐射阻挡件304上方。光电二极管306可通过粘合剂层耦接到柔性缆线312，并且柔性缆线312也可通过粘合剂层耦接到辐射阻挡件304。

辐射阻挡件304沿y轴堆叠在传导块308上方，并且经由隔热层303(如图4所示)耦接到传导块308，隔热层303在下文中进一步描述。如图6和图7所示，闪烁器也可包括在检测器模块302中，该闪烁器定位在光电二极管306的顶部上并且被配置为将x射线光子转换为光。光可传输到光电二极管306，该光电二极管将光能转换成电信号，该电信号可由ASIC310收集并经由柔性缆线312传输到电路板。

图4中示出了检测器模块302的第二透视图400，描绘了柔性缆线312被移除的检测器模块302。检测器模块302可如图4所示包括两个ASIC 310，但是在其他示例中可包括其他量的ASIC，诸如一个或三个。类似地，其他示例可包括定位在传导块308上方的多于一个光电二极管306。

检测器模块302还可如图4所示适配有隔热层303，以阻止热量从ASIC 310传导到光电二极管306。隔热层303可设置在辐射阻挡件304与传导块308之间，并且被实现为使得隔热层303的结合不包括使用任何金属连接设备，例如螺栓、螺钉等。下面参考图5和图6进一步详细地描述隔热层。

如图3和图4所示，光电二极管306可以是与x-z平面对准的平坦平面层。沿y轴限定的光电二极管306的厚度可小于辐射阻挡件304的厚度314。辐射阻挡件304可具有与光电二极管306和传导块308类似的宽度316和长度318，并且可由吸收能量和/或衰减x射线束的材料形成。此外，辐射阻挡件304可包括具有一种或多种材料类型的一个或多个层。例如，辐射阻挡件304可由高原子序数(例如，高Z)元素形成，该高原子序数元素为诸如钼(Mo)、钨(W)、铅(Pb)、锡(Sn)或这些金属的混合物和合金。可使用具有一种类型的材料的单个层(诸如一个Mo层)，或具有一种类型的材料的多个层(例如具有Mo或另一种材料的多于一个层)，或由不同材料形成的多个层。通过将辐射阻挡件304直接定位在光电二极管306下方，穿透光电二极管306的x射线束可在辐射到达ASIC 310之前被有效地吸收或完全衰减。

ASIC 310可位于传导块308后侧处的侧表面313中的凹陷部311中。如此，ASIC 310的面向后的面317的平面可以相对于光电二极管306的平面以介于0-90度之间的角度取向，其中光电二极管306与x-z平面共面。凹陷部311可为沿着侧表面313的其中传导块308的宽度316减小的区域。将ASIC 310定位在凹陷部311内允许将ASIC 310相对于y轴完全收拢在辐射阻挡件304下方。如此，ASIC 310不会沿着y轴突出超过辐射阻挡件304的面向后的边缘321，从而减少了ASIC 310对沿着传导块308的侧表面313传播的x射线光子的暴露。

例如，ASIC 310的面向后的面317相对于y轴不延伸超过辐射阻挡件304的面向后的边缘321的最外侧平面319，该最外侧平面319与y-z平面对准。相反，将ASIC 310放置在凹陷部311中将ASIC定位成与最外侧平面319间隔开。在一些示例中，当辐射阻挡件304和传导块308的宽度316和长度318相似时，辐射阻挡件304的面向后的边缘321的最外侧平面319也可以是传导块308的肩部315的最外侧平面319。此外，将ASIC 310定位在凹陷部311中使得检测器阵列的检测器模块能够被紧密封装在一起，在这些检测器模块之间具有最小间隙，从而减小检测器阵列的占有面积并促进可靠且一致的检测器性能。

辐射阻挡件304可与隔热层303组合以提供双重屏蔽效应，例如，热屏蔽和辐射屏蔽。如图4所示，隔热层303可以是与辐射阻挡件304相比较薄的绝缘材料层，该绝缘材料为诸如粘合剂或粘合剂和空气的组合，例如空气与粘合剂一起作为绝缘层以将辐射阻挡件304附接至柔性缆线312。粘合剂可以是例如环氧树脂或固化性粘合剂。图5中在检测器模块502的第二示例中示出了可如何配置隔热层303的示例。检测器模块502在图5中以后视图500示出，例如在检测器模块502的与ASIC 504耦接的一侧。

检测器模块502具有布置在传导块508的顶部上的辐射阻挡件506，该辐射阻挡件在一个示例中可以是图3和图4的辐射阻挡件304，该传导块类似于图3和图4的传导块308。类似于图4的隔热层303，隔热层510定位在辐射阻挡件506与传导块508之间，在ASIC 504上方。隔热层510可为一个或多个狭槽512，该一个或多个狭槽与x-z平面纵向对准并且与定位在辐射阻挡件506上方的光电二极管(例如，图3和图4的光电二极管306)共面。狭槽512中的每一个可以部分地延伸穿过检测器模块502的长度515，例如沿着z轴，并且完全地延伸穿过检测器模块502的宽度，例如沿着x轴。然而，在其他示例中，检测器模块502可以具有与图5所示不同数量的狭槽512，并且狭槽512可以替代地延伸完全穿过长度514并且部分穿过宽度。例如，检测器模块502可以具有单个狭槽，该单个狭槽延伸完全跨过长度515并且仅穿过检测器模块502的宽度的一部分。其他示例可包括三个或四个狭槽，这些狭槽具有相同或不同的长度、宽度和高度(沿y轴限定的高度)。

狭槽512可以是相对于y轴布置在每个ASIC 504上方的间隙或通道。如虚线矩形所示，狭槽512中的一个狭槽的展开图600在图6中示出。图6所示的狭槽512可为传导块508的上表面602中的凹槽。狭槽512的长度606(以及沿着x轴限定的狭槽的宽度)可根据施加到狭槽512的非导热粘合剂的所需粘合线变化。当辐射阻挡件506耦接到传导块508的上表面602时，形成狭槽512，从而在传导块508与辐射阻挡件506之间提供热传输的中断。换句话讲，狭槽512中的粘合剂的导电性可小于传导块的材料的导电性，从而阻止热量从传导块508向上转移到辐射阻挡件506中。

如图6所示，狭槽512可包括沿着z轴在狭槽512的极端端部处的槽604。槽604可为狭槽512中的区域，在这些区域处传导块508的上表面602中的凹陷部变深，从而导致在槽604处沿着y轴限定比狭槽512的在槽604之间的区域更大的深度。槽604可被配置为接纳用于将辐射阻挡件506耦接至传导块508的粘合剂的溢流。例如，可在槽604之间将粘合剂层施加到传导块508的上表面602(或施加到辐射阻挡件506的底表面)。当辐射阻挡件506压贴传导块508时，过量的粘合剂可能渗入槽604中，从而为粘合剂溢流提供贮存器。

返回图5，辐射阻挡件506可以经适配用于提供悬伸部514，在该悬伸部处辐射阻挡件506例如比ASIC 504所位于的凹陷部516的表面进一步沿着y轴向外突出，如在图4中由凹陷部311和辐射阻挡件304的面向后的边缘321所示。悬伸部514可以沿着x-y平面以及沿着y-z平面延伸。沿着y-z平面，悬伸部514可以沿着x方向突出超过ASIC 504的外表面的平面，如图4所示。悬伸部514可以确保ASIC 504相对于y轴完全保持在辐射阻挡件506下方。在一些示例中，如图4所示，传导块508可具有类似于图4的肩部315的肩部518，该肩部沿x方向突出与悬伸部514类似的量。

通过将狭槽512定位在辐射阻挡件506与传导块508之间，可以减轻检测器模块502的光电二极管的不期望加热。例如，返回图4，由ASIC 310产生的热量可被隔热层303阻挡而不向上流过传导块308和进入辐射阻挡件304。如上所述，隔热层303可为非导电粘合剂或粘合剂与空气的组合。如由箭头402所示，热量可被迫向下流动，穿过传导块308并进入布置在传导块308下方的散热器(未示出)中。例如，散热器可以经由传导块的对准销404与传导块308对准，使得散热器与传导块308直接接触。散热器可以由导热材料形成，该导热材料将热量从传导块308抽吸到散热器中。

将隔热层定位在检测器模块的ASIC与光电二极管之间可减少到光电二极管的热量传导，而将辐射阻挡件定位在光电二极管与ASIC之间可减轻ASIC对于x射线照射的暴露。检测器模块内的ASIC的取向还可有助于减少对ASIC的照射。不同ASIC配置的示例在图7和图8中示出。

检测器模块702的第二示例在图7中从轮廓视图700示出，例如沿着x-y平面示出。相邻检测器模块736的一区段被示出在检测器模块702的右侧。检测器模块702包括沿y轴堆叠在至少一个光电二极管706的顶部上的闪烁器704。类似于图3和图4的检测器模块302的第一示例，辐射阻挡件708可定位在光电二极管706下方，并且传导块712可定位在光电二极管706下方，该传导块与该光电二极管之间布置有隔热层710。柔性缆线714与光电二极管706接触，沿着检测器模块702的后侧716包裹，并且向下延伸到电路板(未示出)。

柔性缆线714耦接至ASIC 718，该ASIC沿着检测器模块702的后侧716定位。ASIC718被示出为与y-z平面基本上对准，但在其他示例中可相对于y轴更大程度地倾斜，如下文进一步所述。应当理解的是，在本文中，对部件与轴线基本上对准的描述是指相对于轴线倾斜至多10度的对准。ASIC 718可以位于检测器模块的侧表面722中的凹陷部720中，并且通过热接口724与侧表面722间隔开。凹陷部720可类似于图4的凹陷部311。热接口724可以与ASIC 718和检测器模块702的侧表面722两者直接接触，夹在其间，并且具有与ASIC 718类似的尺寸(诸如长度、宽度和厚度)。

热接口724可以是由导热材料形成的垫，诸如具有陶瓷或导热粘合剂(例如，填充有银粒子)的基于有机硅的基质。热接口724的放置可有利于将热量从ASIC 718传导到传导块712，从而允许ASIC 718产生的热量传导穿过传导块712并到达耦接至传导块712的散热器。

ASIC 718完全定位在辐射阻挡件708下方，在凹槽720内。ASIC 718以及凹陷部720的表面750可相对于y轴倾斜，以降低如由箭头732所示穿透检测器模块702与相邻检测器模块736之间的小空间或间隙734的辐射不会撞击ASIC 718的下部部分的可能性。例如，ASIC718和凹陷部720的表面750可以倾斜角度α，使得ASIC 718的底端726(和凹陷部720的底端)可以比ASIC 718的上端730(和凹陷部720的上端)更靠近检测器模块702的中心线728并且更远离最外侧平面740，最外侧平面将在下文进一步描述。角度α可以是例如介于5-10度之间的角度，并且可以取决于检测器模块702的部件的配置。在其他示例中，角度α可为介于0-90度之间的任何角度。热接口724和检测器模块702的侧表面722也可以以角度α被包括在凹陷部720内。

通过如图7所示倾斜ASIC 718，ASIC 718比如果平行于y轴对准更多地被收拢在辐射阻挡件708的边缘下方。例如，ASIC 718可以朝向检测器模块702的中心线728与最外侧平面740间隔开，该最外侧平面限定辐射阻挡件708的面向后边缘742沿x轴的最远突出。因此，减小了沿检测器模块702的后侧716传递的x射线束照射ASIC 718的底端726的可能性。调节ASIC 718的倾斜度使得能够减轻辐射，而不会抑制或不利地影响ASIC 718与检测器模块702的侧表面722的耦接。

应当理解的是，在其他示例中，传导块712可具有类似于图4所示的肩部315的肩部。传导块712的肩部还可沿着x轴突出到最外侧平面740。无论传导块的肩部是否存在，ASIC 718的上端730都可以沿着y轴与辐射阻挡件708间隔开，使得ASIC 718不接触辐射阻挡件708。

另选地，代替如图7所示倾斜检测器模块的ASIC，ASIC可以进一步插入辐射阻挡块下方。例如，在图8中从轮廓视图800示出了检测器模块802的第四示例。检测器模块802具有堆叠在光电二极管806上方的闪烁器804。辐射阻挡件808定位在光电二极管806下方，并且传导块810堆叠在辐射阻挡件808下方，其中隔热层812设置在该传导块与该辐射阻挡件之间。柔性缆线814沿着检测器模块802的后侧816延伸，并且ASIC 818在一侧上耦接至柔性缆线814，并且在ASIC 818的相对侧上耦接至热接口820。ASIC 818和热接口820位于检测器模块802的后侧816中的凹陷部822中。

沿着后侧816，检测器模块802具有插入件824，该插入件沿着检测器模块802的高度826的一部分延伸。例如，插入件824可以在沿着辐射阻挡件808的高度的中点处开始，该高度是沿着y轴限定的，被描绘为辐射阻挡件808的切口区域，并且继续沿辐射阻挡件808的后侧816向下延伸到检测器模块802的底部828。由于插入件824的存在，凹陷部822可以比图7的凹陷部720更偏移得更靠近检测器模块802的中心线830。如此，ASIC 818偏移得更远离(例如，更靠近中心线830)最外侧平面840，该最外侧平面与y-z平面对准，由辐射阻挡块808的外边缘832沿着x轴的突出限定。外边缘832提供悬伸部，该悬伸部屏蔽ASIC 818免受穿透检测器模块802与定位在检测器模块802右侧的相邻检测器模块之间的空间(例如，图7的间隙734)的x射线光子的影响。因此，ASIC 818可以为不太可能暴露于辐射。

在一些示例中，检测器模块可以用图7和图8两者中所示的两个方面来实现。例如，一个或多个ASIC可以放置在检测器模块的侧表面中的凹陷部中，并且ASIC可以是如图7所示在凹陷部内倾斜的。另外，如图8所示，检测器模块还可具有插入件，其中倾斜的ASIC定位在凹陷部中，该凹陷部由于该插入件而进一步凹陷到检测器模块中。

检测器模块还可以被适配为具有附加屏蔽层，以阻挡散射的x射线束。例如，如图9A在剖视图900中所示，第一检测器模块902邻近第二检测器模块904定位，这些检测器模块由间隙906分开。间隙906可以是标称的，例如与检测器模块的宽度相比非常小，其中宽度是沿着x轴限定的，但是仍然可以允许x射线光子如箭头908所示在第一检测器模块902和第二检测器模块904的第一辐射阻挡件903之间穿透。如由箭头909所示，诸如通过形成第二检测器模块904的传导块912的金属，穿透的x射线光子可以通过与检测器模块的部件的材料相互作用而在任何方向上偏转和散射。

例如，辐射屏蔽件914可耦接至柔性缆线910的面向第二检测器模块904的表面。辐射屏蔽件914可以是由辐射阻挡材料(诸如钨、铜、铅或钨掺杂的涂层等)形成的带的区段。通过将辐射屏蔽件914定位在ASIC 916与第二检测器模块904之间，可以阻止如由箭头909所示在从第二检测器模块904的传导块912朝向ASIC 916的方向上散射的x射线光子到达ASIC 916。

图9A所示的辐射屏蔽件914可以是辐射屏蔽件的非限制性示例。在其他示例中，辐射屏蔽件914可具有长度918，该长度向上延伸到第一检测器模块902和第二检测器模块904的传导块912之间的间隙906中。例如，辐射屏蔽件914可延伸直到检测器模块的光电二极管920。又如，如图9B所示，辐射屏蔽件914可沿着第二检测器模块904的传导块912的表面定位成靠近第一检测器模块902。在又一个示例中，辐射屏蔽件914可替代地被配置为柔性缆线910上的重金属掺杂的涂层或集成到柔性缆线的材料中。另选地，间隙906可填充有辐射阻挡填料，诸如重金属掺杂的柔性聚合物。填料可插入第一检测器模块902和第二检测器模块904的闪烁器922之间的间隙906中，和/或检测器模块的光电二极管920与传导块912之间的间隙中。

上述用于屏蔽ASIC免受辐射并阻挡对光电二极管的热传导的选项的各种组合可在检测器模块中实现。例如，检测器模块可具有刚好在光电二极管下方的辐射阻挡件，其中隔热粘合剂层定位在辐射阻挡件与布置在辐射阻挡件下方的传导块之间。检测器模块还可包括辐射屏蔽件，该辐射屏蔽件耦接至ASIC的面向外的表面。在另一个示例中，检测器模块可以在辐射阻挡件与传导块之间具有隔热粘合剂，ASIC可以相对于检测器模块的竖直轴线倾斜(如图7所示)并且包含占据检测器模块与相邻模块之间的空间的辐射阻挡填料。应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，已经设想了许多组合。

检测器模块的配置和组成也可以变化，以提供辐射阻挡特性并修改检测器模块的制造过程。检测器模块1000的第一另选示例在图10中示出。为简明起见，检测器模块1000被示出为不具有光电二极管、ASIC或柔性缆线。检测器模块1000包括层叠在传导块的顶部上的辐射阻挡件1002。隔热层1006可设置在传导块1004的上表面中，被配置为填充有非导热粘合剂的至少一个狭槽。

在一个示例中，辐射阻挡件1002可由钨形成，这可允许辐射阻挡件1002具有减小的厚度1008。例如，图3和图4所示的检测器模块302的辐射阻挡件304可由钼形成，并且当图3和图4所示的检测器模块302和图10所示的检测器模块1000高度相等，其中高度是沿y轴限定的时，辐射阻挡件304的厚度314可大于图10所示的辐射阻挡件1002的厚度1008。

钨可相对于钼具有较高的x射线光子吸收能力，因此需要较少的材料来满足目标最小屏蔽阈值。因此，检测器模块1000可以比具有由不同材料(例如，钼)形成的辐射阻挡件的检测器模块更轻，并且钨的热膨胀系数(CTE)可以与可由硅形成的检测器光电二极管的CTE很好地匹配。然而，基于钨的辐射阻挡件1002可能与同钼辐射阻挡件一起使用的隔热粘合剂不相容。

检测器模块1100的第二另选示例在图11中示出。检测器模块1100可通过将钨掺杂的聚合物盖重叠注塑到铝基部1102中来形成，其中检测器模块1100被挤出并加工为单个连续单元。例如，铝基部1102的下部部分可以是检测器模块1100的传导块1104。上部部分1106可与光电二极管界面连接，例如，光电二极管可耦接至上部部分1106的表面。

铝基部1102可被制造为具有腔1108，这些腔从铝基部1102的侧面1110朝向铝基部1102的中心区域1112延伸，但不穿过中心区域1112。可将钨掺杂的聚合物重叠注塑到腔1108中以形成被分成三个区段的辐射阻挡件。这些区段中的两个区段由经填充的腔1108形成，并且第三区段可通过用钨掺杂的聚合物填充居中设置的狭槽1116形成。狭槽1116可沿x轴定位在腔1108之间。

通过将检测器模块1100形成为单个重叠注塑的连续单元，不需要粘合剂或紧固件来将辐射阻挡件1102耦接到传导块1104。此外，检测器模块1100还可以容易地扩展以适应各种检测器尺寸。然而，铝的CTE可以不同于基于硅的光电二极管的CTE，并且检测器模块1100的结构稳定性可能低于具有耦接至单独导电基部的钼辐射阻挡件的检测器模块。

检测器模块的另外任选变型可包括由具有至少两种不同类型的材料的多于一个层形成辐射阻挡件。例如，如图12所示，检测器模块1200可具有辐射阻挡件1202，该辐射阻挡件相对于y轴定位在闪烁器1204和光电二极管1201两者下方并且在传导块1206上方。辐射阻挡件1202被描绘为具有第一层1208和第二层1210，第一层1208直接堆叠在第二层1210上方，但可通过将各层彼此耦接的粘合剂与第二层1210间隔开。

辐射阻挡件1202的层可以由一起提供辐射屏蔽、耐热性和k边缘发射阻挡的材料形成。每个层可具有不同的特性。例如，第一层1208可阻挡x射线光子，而第二层1210可阻碍从传导块1206到光电二极管1201的热传导，并且还阻挡来自第一层1208的k边缘发射和反向散射。在其他示例中，辐射阻挡件1202可由多于两个层(诸如三个层或四个层)形成，并且包含两种或更多种类型的材料。每种类型的材料可具有不同的特性。多于两个层可包括具有两种材料的交替层或可各自为不同的材料。

用于形成辐射阻挡件1202的材料可以基于除所需的屏蔽和抵抗特性之外，与彼此的相容性和与辐射阻挡件1202的相邻部件的相容性来选择。例如，辐射阻挡件1202的材料的CTE可类似于光电二极管1201的CTE，例如，类似于硅的CTE。在一些示例中，辐射阻挡件1202的每个层可以通过粘合剂耦接至一个或多个相邻层。粘合剂可以是例如由非导热材料形成的耐热粘合剂，诸如用于在检测器模块的辐射阻挡件与传导块之间形成隔热层的粘合剂，如上所述。结合一个或多个粘合剂层可进一步阻止热量从一个或多个ASIC传输到光电二极管1201。

在一个示例中，辐射阻挡件1202的第一层1208可由锡形成。锡可降低光电二极管1201处模糊的可能性并阻挡k边缘发射。第二层1210可由可提供对至少一个ASIC 1212的有效辐射屏蔽的引线形成，但也可在远离传导块1206的多个方向上发射k边缘x射线光子，例如反向散射。第一层1208可通过吸收和/或完全衰减所发射的光子来补偿第二层1210处的k边缘发射。在一些示例中，可能需要在第二铅层1210下方添加第三锡层以阻挡能够朝向传导块1206穿透的任何反向散射。

例如，第一层1208的第一厚度1214可类似于第二层1210的第二厚度1216，如图12所示。然而，在其他示例中，第一厚度1214可大于或小于第二厚度1216。另外，辐射阻挡件1202的总厚度(例如，第一厚度1214和第二厚度1216的总和)可相对于传导块1206的高度1218变化。第一厚度1214和第二厚度1216可基于所使用的材料的类型来调节。例如，相对于在阻挡x射线光子方面不太有效的材料，具有较高x射线光子屏蔽能力的材料可具有减小的厚度。又如，可能期望的是当辐射阻挡件1202的层由较重的材料形成时使用较薄的层。例如，可使用比钼层更薄的铅层。

以此方式，用于成像系统的检测器可被配置为提供一致且可靠的性能以及延长的使用寿命。检测器的检测器模块可被适配为具有层状结构，以最小化对辐射敏感的集成电路的照射并减少对温度敏感的光电二极管的加热。辐射阻挡件可在检测器模块中、光电二极管下方实现，以阻挡x射线光子穿透光电二极管并进一步进入检测器模块。位于光电二极管下方的检测器模块的侧表面中的凹陷部中的集成电路对x射线照射的暴露可通过将集成电路完全定位在辐射阻挡件下方来规避。检测器模块还可具有隔热层，该隔热层可以是定位在光电二极管与集成电路之间的耐热粘合剂层，用以阻挡从集成电路到光电二极管的热量传导。辐射阻挡件和隔热层的组合可减少光电二极管和集成电路两者的不利暴露，从而减少对光电二极管和集成电路的更换或维护的需求。

将检测器模块配置为具有辐射阻挡件和隔热层的技术效应是减少了x射线光子对集成电路的照射，同时抑制了对光电二极管的加热。

图1至图12示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果被示为彼此直接接触或直接耦接，则此类元件可分别被称为直接接触或直接耦接。相似地，至少在一个示例中，彼此邻接或相邻的元件可分别彼此邻接或相邻。例如，设置成彼此共面接触的部件可被称为共面接触。又如，在至少一个示例中，被定位成彼此间隔开并且其间仅具有空间而不具有其他部件的元件可被如此描述引用。又如，被示为位于彼此的上面/下面、位于彼此相对侧、或位于彼此的左侧/右侧之间的元件可相对于彼此被如此描述引用。此外，如图所示，在至少一个示例中，元件的最顶部元件或点可被称为部件的“顶部”，并且元件的最底部元件或点可被称为部件的“底部”。如本文所用，顶部/底部、上部/下部、上面/下面可为相对图的竖直轴而言的，并且可用于描述图中元件相对于彼此的定位。由此，在一个示例中，被示为位于其他元件上面的元件被竖直地定位在其他元件上面。又如，图中所示的元件的形状可被称为具有这些形状(例如，诸如为圆形的、平直的、平面的、弯曲的、圆形的、倒角的、成角度的等等)。此外，在至少一个示例中，被示为彼此相交的元件可被称为相交元件或彼此相交。另外，在一个示例中，被示为位于另一个元件内或被示为位于另一个元件外的元件可被如此描述引用。

如本文所用，以单数形式列举并且以单词“一个”或“一种”开头的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确说明此类排除。此外，对本发明的“一个实施方案”的引用不旨在被解释为排除也包含所引用特征的附加实施方案的存在。此外，除非明确地相反说明，否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方案可包括不具有该特性的附加此类元件。术语“包括”和“在...中”用作相应的术语“包含”和“其中”的简明语言等同形式。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对其对象施加数字要求或特定位置次序。

在一个实施方案中，一种成像系统包括一个或多个检测器模块，每个检测器模块具有多个层，该每个检测器模块包括X射线传感器组件，该X射线传感器组件垂直于检测器模块的竖直轴线取向并定位在传导块上方；辐射阻挡件，该辐射阻挡件定位在该X射线传感器组件与该传导块之间，该辐射阻挡件被配置为阻挡辐射穿透到该传导块中；和至少一个集成电路，该至少一个集成电路沿着该传导块的一侧定位并且被配置为由该辐射阻挡件屏蔽掉照射。在该系统的第一示例中，隔热层设置在该辐射阻挡件与该传导块之间，该隔热层被配置为抑制从该至少一个集成电路到该X射线传感器组件的热量传导。该系统的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中该隔热层是粘合剂层，并且其中该粘合剂是环氧树脂和UV可固化粘合剂中的至少一种。该系统的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，并且还包括其中该隔热层由一个或多个填充有粘合剂的狭槽形成，每个狭槽与该X射线传感器组件共面取向并沿着该检测器模块的该竖直轴线定位在该至少一个集成电路的集成电路上方。该系统的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个示例，并且还包括其中该一个或多个填充有粘合剂的狭槽是该传导块的上表面中的凹陷部，并且其中该一个或多个填充有粘合剂的狭槽在每个狭槽的极端端部处具有槽，这些槽被配置为收集将该辐射阻挡件耦接至该传导块的过量粘合剂。该系统的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个示例，并且还包括其中该辐射阻挡件是完全覆盖该传导块的该上表面和该X射线传感器组件的下表面并且由吸收和/或衰减x射线光子的材料形成的层。该系统的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个示例，并且还包括其中该辐射阻挡件的边缘沿着垂直于该竖直轴线的方向突出超过该至少一个集成电路的向外表面，并且其中该辐射阻挡件的该突出被配置为提供悬伸部以屏蔽该至少一个集成电路免受照射。该系统的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个示例，并且还包括其中该至少一个集成电路的该向外表面与最外侧平面间隔开，该最外侧平面与该竖直轴线对准并且由该辐射阻挡件的该边缘的该突出限定。该系统的第八示例任选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个示例，并且还包括其中该至少一个集成电路沿着该传导块的一侧定位于凹陷部中，并且该凹陷部的表面相对于该竖直轴线倾斜，其中该倾斜将该凹陷部的底端定位成比该凹陷部的上端更远离该最外侧平面。

在另一个实施方案中，一种检测器包括至少一个检测器模块，该至少一个检测器模块具有层状结构，其中该层状结构包括X射线传感器组件；辐射阻挡件，该辐射阻挡件定位在该X射线传感器组件与传导块之间，该辐射阻挡件被配置为阻挡辐射穿透该X射线传感器组件；一个或多个集成电路，该一个或多个集成电路沿着该传导块的一侧定位，在该X射线传感器组件下方并且电耦接至该X射线传感器组件；和隔热层，该隔热层设置在该辐射阻挡件与该传导块之间，被配置为抑制从该一个或多个集成电路到该X射线传感器组件的热量传输。在该检测器的第一示例中，该一个或多个集成电路相对于该至少一个检测器模块的竖直轴线定位在该辐射阻挡件下方并且与最外侧平面间隔开，该最外侧平面与该竖直轴线对准，该最外侧平面由该辐射阻挡件的边缘沿着垂直于该竖直轴线的方向的突出限定。该检测器的第二示例任选地包括第一示例，并且还包括其中该一个或多个集成电路是倾斜的，其中该一个或多个集成电路中的每个集成电路的底端比该一个或多个集成电路中的每个集成电路的上端更远离该辐射阻挡件的该最外侧平面。该检测器的第三示例任选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个示例，并且还包括其中该一个或多个集成电路与该竖直轴线平行地对准并且定位在插入件中，该插入件从沿着该辐射阻挡件的高度的中点延伸到该至少一个检测器模块的底端，该高度沿着该竖直轴线限定。该检测器的第四示例任选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个示例，并且还包括屏蔽件，该屏蔽件由辐射阻挡材料形成并且被配置为耦接到缆线的表面和相邻检测器模块的表面中的至少一者，该缆线耦接至该一个或多个集成电路并且沿着该传导块的一侧延伸，并且其中该屏蔽件被配置为屏蔽该一个或多个集成电路免受散射辐射。该检测器的第五示例任选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个示例，并且还包括其中该屏蔽件沿着该一个或多个集成电路的至少长度延伸，该长度沿着该竖直轴线限定，并且其中该屏蔽件定位在该一个或多个集成电路与该相邻检测器模块之间。该检测器的第六示例任选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个示例，并且还包括屏蔽件，该屏蔽件由辐射阻挡材料形成并耦接至缆线，该缆线通过至少一个涂层耦接至该一个或多个集成电路，该涂层被施加到至少沿着该一个或多个集成电路的长度延伸的缆线的表面，该长度沿着该竖直轴线限定，以及将该辐射阻挡材料结合到该缆线的材料中，并且其中该屏蔽件被配置为屏蔽该一个或多个集成电路免受散射辐射。该检测器的第七示例任选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个示例，并且还包括其中该辐射阻挡件包括具有一种或多种类型的辐射阻挡材料的一个或多个层，该一个或多个层沿着该竖直轴线堆叠，并且其中该一种或多种类型的辐射阻挡材料中的至少一种类型的辐射阻挡材料被配置为具有耐热性和k边缘发射阻挡特性中的至少一种。

在又一个实施方案中，一种检测器模块包括辐射阻挡件，该辐射阻挡件垂直于该检测器模块的竖直轴线对准并且定位在X射线传感器组件下方和传导块的第一表面上方，该第一表面也垂直于该竖直轴线对准；至少一个集成电路，该至少一个集成电路耦接到缆线并且定位在该传导块的第二表面处，该第二表面不同于该第一表面并且与该竖直轴线基本上对准；和隔热层，该隔热层耦接至该辐射阻挡件的底表面和该传导块的该第一表面。在该检测器模块的第一示例中，热交接垫定位在该至少一个集成电路与该传导块的该第二表面之间，该热交接垫被配置为将热量从该至少一个集成电路传导到该传导块。该检测器模块的第二示例任选地包括第一检测器模块，并且还包括散热器，该散热器定位在该传导块下方并且被配置为通过该传导块从该至少一个集成电路抽吸热量远离该X射线传感器组件。

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