DE102006044481A1

DE102006044481A1 - Detector module structuring tool for X-ray computer tomography detector, has plates arranged in carrier, and base-body with stops provided for positioning detector plates with respect to longitudinal direction and transverse direction

Info

Publication number: DE102006044481A1
Application number: DE200610044481
Authority: DE
Inventors: Andreas Freund; Helmut Lutz; Claus Pohan; Gottfried Tschöpa
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2008-04-03

Abstract

The tool (26) has a set of detector plates (18) arranged in a module carrier. A base-body with a longitudinal stop (28) and with a transverse stop is provided for position-accurately positioning the respective detector plates with respect to a longitudinal direction (L) and a transverse direction (Q). A set of gauge blocks (32, 32a) is provided with different lengths, and a clamping mechanism i.e. sliding mechanism, is provided for clamping the gauge blocks. A mechanical clamping device is provided for clamping the detector plates in the transverse direction. An independent claim is also included for a method for structuring of a detector module.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug sowie ein Verfahren zum Aufbau eines Detektormoduls, insbesondere für einen Computertomographiedetektor. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Detektormodul, umfassend einen Modulträger, an dem mehrere Detektorelemente angeordnet sind.The The invention relates to a tool and a method for constructing a Detector module, in particular for a computed tomography detector. The invention further relates a detector module comprising a module carrier on which a plurality of detector elements are arranged.

Ein Computertomographiedetektor umfasst üblicherweise mehrere Detektormodule, die in einem Gehäuse nach Art eines Arrays oder einer Matrix angeordnet sind. Ein Detektormodul ist beispielweise in der DE 101 35 288 A1 beschrieben. Ein Detektormodul umfasst üblicherweise ein auf einem Modulträger angeordnetes Detektorelement mit einem davor angeordneten Kollimator. Mehrere Detektormodule werden zur Ausführung eines Detektors nebeneinander angereiht. Das Detektorelement weist an einer Vorderseite eine Detektorplatte oder Detektorarray auf, üblicherweise ein Szintillator, der von den Gammaquanten der auftreffenden Röntgenstrahlung angeregt wird und Licht erzeugt. Als Detektorplatte wird insbesondere ein sogenanntes UFC-Array (Ultra-fast-ceramic) eingesetzt. Die Detektorplatte weist eine Array- oder Mosaicstruktur auf, bestehend aus aktiven Bereichen, welche die Röntgenstrahlen erfassen, und passiven Bereichen, auch als Septen bezeichnet. Der Detektorplatte ist zur Messung der erzeugten Lichtmenge ein Photodiodenarray nachgeschaltet, das die gleiche Array- oder Mosaicstruktur wie die Detektorplatte aufweist. Vor der Detektorplatte ist üblicherweise der Kollimator angeordnet, der mehrere auf einen Fokuspunkt einer Röntgenstrahlenquelle ausgerichtete Kollimatorbleche umfasst, mit deren Hilfe Streustrahlungsanteile absorbiert werden. Weiterhin umfasst das Detektorelement eine Ausleseelektronik mit mehreren Elektronikkomponenten, die auf einer Leiterplatine des Detektorelements angeordnet sind. Hierbei ist die präzise Anordnung der Kollimatorbleche des Kollimators über den Septen der Detek torplatte von besonderer Bedeutung für die einwandfreie Funktion des Detektorelements.A computed tomography detector usually comprises a plurality of detector modules, which are arranged in a housing in the manner of an array or a matrix. A detector module is for example in the DE 101 35 288 A1 described. A detector module usually comprises a detector element arranged on a module carrier with a collimator arranged in front of it. Several detector modules are lined up next to each other to run a detector. The detector element has on a front side a detector plate or detector array, usually a scintillator, which is excited by the gamma quanta of the incident x-radiation and generates light. As a detector plate in particular a so-called UFC array (Ultra-fast-ceramic) is used. The detector plate has an array or mosaic structure consisting of active areas which detect the X-rays and passive areas, also called septa. The detector plate is followed by a photodiode array, which has the same array or mosaic structure as the detector plate for measuring the amount of light generated. In front of the detector plate, the collimator is usually arranged, which comprises a plurality of collimator plates aligned with a focal point of an X-ray source, with the aid of which scattered radiation components are absorbed. Furthermore, the detector element comprises a readout electronics with a plurality of electronic components, which are arranged on a printed circuit board of the detector element. Here, the precise arrangement of the collimator plates of the collimator on the septa of the detec torplatte is of particular importance for the proper functioning of the detector element.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine positionsgenaue Anordnung von Modulelementen eines Detektormoduls auf einem Modulträger zu ermöglichen. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Detektormodul mit positionsgenau angeordneten Modulelementen anzugeben.Of the present invention is based on the object, a positionally accurate Arrangement of modular elements of a detector module to allow a module carrier. Furthermore, the invention is based on the object, a detector module Specify with precisely positioned module elements.

Die erstgenannte Aufgabe wird durch ein Werkzeug zum Aufbau eines Detektormoduls, insbesondere für einen Computertomographiedetektor, gelöst, wobei das Detektormodul einen Modulträger aufweist, an dem mehrere Modulelemente positionsgenau angeordnet sind. Das Werkzeug umfasst einen Grundkörper mit einem Längsanschlag und einem Queranschlag zum positionsgenauen Positionieren des jeweiligen Modulelements in Längs- und Querrichtung. Der Längsanschlag verläuft hierbei senkrecht zur Querrichtung und der Queranschlag senkrecht zur Längsrichtung.The the former object is achieved by a tool for constructing a detector module, especially for a computed tomography detector solved, wherein the detector module has a module carrier, on which a plurality of module elements are arranged in exact position. The Tool includes a body with a longitudinal stop and a transverse stop for positionally accurate positioning of the respective Module element in longitudinal and transverse direction. The longitudinal stop extends here perpendicular to the transverse direction and the transverse stop perpendicular to the longitudinal direction.

Hierbei sind unter Modulelemente Baueinheiten des Detektormoduls zu verstehen, die im Betrieb des Computertomographiedetektors der Röntgenstrahlung direkt ausgesetzt sind und zum Detektieren dieser Strahlung eingesetzt werden. Insbesondere ist unter Modulelement eine Detektorplatte aus einem detektionsaktiven Material und/oder ein Kollimator zum Abschirmen der Streustrahlung zu verstehen.in this connection are module elements components of the detector module to understand in the operation of the computer tomography X-ray detector are directly exposed and used to detect this radiation become. In particular, under module element is a detector plate from a detection-active material and / or a collimator for Shielding the scattered radiation to understand.

Das hier vorgeschlagene Werkzeug dient zur Ausbildung eines Detektormoduls mit mehreren Modulelementen, insbesondere mit mehreren nebeneinander angeordneten und als Szintillatorplatten ausgebildete Detektorplatten. Die Ausgestaltung des Werkzeugs basiert auf der Überlegung, zur positionsgenauen Anordnung der Modulelemente zwei präzise Außenkanten der Modulelemente heranzuziehen, also die Positionierung anhand mechanischer Anschläge der Modulelemente selbst vorzunehmen. Gleichzeitig sind am Werkzeug entsprechende mechanische Anschläge in Längsrichtung und in Querrichtung vorgesehen. Gegen diese ebenfalls hochgenau mit geringsten Toleranzmaßen ausgebildeten Anschläge werden die präzisen Außenkanten zumindest des ersten Modulelements beim Aufbauen des Detektormoduls angelegt. Die weiteren Modulelemente werden bevorzugt mit einer ihrer Außenkante (Querkante) an die entsprechende Außenkante des bereits genau positionierten ersten Modulelements angelegt. Mit ihrer zweiten Außenkante (Längskante) werden die weiteren Modulelemente gegen die Längskante des Werkzeugs angelegt. Insgesamt können dadurch mehrere Modulelemente über ihre präzisen Kanten anliegend aneinander zumindest in der Längsrichtung des Werkzeugs bzw. des Detektormoduls angeordnet werden. Somit ist im zusammengebauten Zustand insbesondere eine Anreihbarkeit der Modulelementen in eine Z-Richtung des Computertomographiegeräts möglich, die mit der Längsrichtung des Modulelements zusammenfällt.The The proposed tool here serves to form a detector module with several module elements, in particular with several side by side arranged and designed as Szintillatorplatten detector plates. The design of the tool is based on the consideration, the positionally accurate Arrangement of the module elements two precise outer edges of the module elements to use, so the positioning by mechanical stops of the module elements to do it yourself. At the same time, the tools are appropriate mechanical stops longitudinal and provided in the transverse direction. Against this also highly accurate with the smallest tolerance dimensions trained attacks be the precise outer edges at least the first module element when constructing the detector module created. The other module elements are preferably with a its outer edge (transverse edge) to the corresponding outer edge of the already accurately positioned first module element created. With its second outer edge Be (longitudinal edge) the other module elements applied against the longitudinal edge of the tool. Overall, you can thereby several module elements over their precise Edges adjacent to each other at least in the longitudinal direction of the tool or the detector module are arranged. Thus, in the assembled State, in particular, a modularity of the module elements in one Z-direction of the computed tomography device possible with the longitudinal direction of the module element coincides.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Werkzeug mindestens ein Endmaß zur austauschbaren Anlage an dem Längsanschlag zur Definierung eines weiteren Längsanschlags. Hierbei liegt das Endmaß mit einer ersten Querkante an dem Längsanschlag an und definiert durch eine der ersten Querkante gegenüberliegende zweite Querkante den weiteren Längsanschlag. Dies ermöglicht eine hohe Flexibilität bei der Anordnung der Modulelemente zum Aufbau des Detektormoduls, da das erste angeordnete Modulelement nicht zwangsläufig direkt an den Längsanschlag anliegen muss, sondern über das Endmaß in einer Entfernung vom Längsanschlag hoch genau positioniert werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aus Platzgründen oder aus aufbautechnischen Gründen der Längsanschlag nicht direkt an eine Auflagefläche des Werkzeugs angrenzt, auf der die Modulelemente zum Aufbau des Detektormoduls angeordnet werden, so dass die Modulelemente nicht unmittelbar an dem Längsanschlag anliegen können. Zudem ist über das Endmaß möglich, zunächst ein mittleres Modulelement positionsgenau anzuordnen und weitere Modulelemente dann am mittleren Modulelement anzuschließen.According to a preferred embodiment, the tool comprises at least one gauge for exchangeable contact with the longitudinal stop for defining a further longitudinal stop. In this case, the final dimension abuts against the longitudinal stop with a first transverse edge and defines the further longitudinal stop by means of a second transverse edge opposite the first transverse edge. This allows a high degree of flexibility in the arrangement of the module elements for constructing the detector module, since the first arranged module element does not necessarily have to be directly adjacent to the longitudinal stop, but over the final gauge can be positioned highly accurately at a distance from the longitudinal stop. This is particularly advantageous if, for reasons of space or structural reasons, the longitudinal stop does not directly adjoin a support surface of the tool on which the module elements for assembling the detector module are arranged, so that the module elements can not rest directly on the longitudinal stop. In addition, it is possible via the final dimension to firstly position a middle module element with exact position and then to connect further module elements to the middle module element.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Werkzeug mehrere Endmaße mit unterschiedlichen Längen. Diese Ausgestaltung zeichnet sich durch ihre vielfältigen Möglichkeiten zur Anordnung der Modulelemente beim Aufbau des Detektormoduls aus. Hierbei ist die Position des jeweiligen Modulelements auf der Auflagefläche des Werkzeugs über die Längen der unterschiedlichen Endmaße einstellbar.According to one Another preferred embodiment, the tool comprises several Final dimensions with different lengths. This embodiment is characterized by its many possibilities for the arrangement of the module elements in the construction of the detector module. Here, the position of the respective module element on the support surface of Tool over the lengths the different final dimensions adjustable.

Um eine besonders hohe Sicherheit und Präzision bei dem Aufbau des Detektormoduls zu gewährleisten, weist das Werkzeug einen Einklemmmechanismus auf, insbesondere einen Schiebemechanismus, zum Einklemmen des Endmaßes. Das Endmaß, das an dem Längsanschlag und insbesondere an beiden Anschlägen anliegt, wird durch den Einklemmmechanismus in seiner Position festgehalten, so dass ein Verrutschen des Endmaßes verhindert wird.Around a particularly high level of safety and precision in the design of the detector module to ensure, the tool has a clamping mechanism, in particular a Sliding mechanism, for clamping the gauge block. The final dimension, the on the longitudinal stop and in particular abuts both stops, is by the Einklemmmechanismus held in its position, so that slipping of the final dimension prevented becomes.

Das Werkzeug umfasst vorzugsweise eine mechanische Klemmvorrichtung zum Spannen der Modulelemente in der Querrichtung. Die mechanische Klemmvorrichtung erhöht zusätzlich die Sicherheit bei dem Aufbau des Detektormoduls, denn durch das Spannen der Modulelemente wird ihr Verrutschen verhindert, so dass ihre präzise Position auf dem Werkzeug im Laufe des Aufbaus des Detektormoduls sicher erhalten wird.The Tool preferably comprises a mechanical clamping device for tensioning the module elements in the transverse direction. The mechanical Clamping device increased additionally the safety in the construction of the detector module, because by the Clamping the module elements will prevent their slipping, so that their precise Position on the tool during the construction of the detector module is certainly obtained.

Bevorzugt ist das Werkzeug als ein Sensorwerkzeug zur positionsgenauen Anordnung von Detektorplatten als Modulelemente zur Montage von Detektorelementen auf dem Modulträger ausgebildet. Hierbei stellt jede Detektorplatte ein integrales Bestandteil eines Detektorelements dar, das im Allgemeinen eine Leiterplatine mit Elektronikkomponenten, ein Photodiodenarray und die Detektorplatte umfasst und als vorgefertigtes Bauteil geliefert wird. In einem ersten Schritt der Herstellung des Detektormoduls werden mehrere Detektorelemente positionsgenau am Modulträger mittels des Sensorwerkzeugs befestigt. Hierbei kommen der Queranschlag und der Längsanschlag des Werkzeugs zum Einsatz, an denen die Detektorplatten direkt oder über Endmaße anliegen und somit exakt positionierbar sind. Nach der Positionierung der einzelnen Detektorelemente im Werkzeug werden diese in ihrer ausgerichteten Position am Modulträger befestigt.Prefers is the tool as a sensor tool for positionally accurate arrangement of detector plates as module elements for mounting detector elements on the module carrier educated. Each detector plate is an integral part of this a detector element, which is generally a printed circuit board comprising electronic components, a photodiode array and the detector plate and delivered as a prefabricated component. In a first step The production of the detector module are several detector elements exact position on the module carrier attached by means of the sensor tool. Here come the transverse stop and the longitudinal stop of the tool to which the detector plates are applied directly or over gauge blocks and thus are exactly positioned. After positioning the individual detector elements in the tool these are in their aligned position on the module carrier attached.

Das Sensorwerkzeug umfasst vorteilhafterweise eine durch den Längs- und den Queranschlag begrenzte Auflagefläche zum Auflegen der Detektorplatten. Die Auflagefläche ist insbesondere korrespondierend zu einer Befestigungsfläche des Modulträgers ausgebildet, an der die Detektorelemente befestigt werden und die in zusammengebauten Zustand des Detektors zum Fokuspunkt der Röntgenstrahlung ausgerichtet ist. Somit kann der Modulträger mit seiner Befestigungsfläche einfach auf den auf der Auflagefläche angereihten Detektorplatten aufgelegt und mit diesen fest verbunden werden.The Sensor tool advantageously comprises a through the longitudinal and the transverse stop limited support surface for placing the detector plates. The bearing surface is in particular corresponding to a mounting surface of module carrier formed on which the detector elements are attached and the in the assembled state of the detector to the focal point of the X-radiation is aligned. Thus, the module carrier with its mounting surface easy on the on the support surface aligned detector plates placed and firmly connected with these become.

Nach einer bevorzugten Variante sind auf der Auflagefläche Saugöffnungen zum Erzeugen von Vakuum zum Fixieren der Detektorplatten vorgesehen. Mit Hilfe einer Saugvorrichtung wird durch die Saugöffnungen Vakuum erzeugt, so dass die Detektorplatten ortsgenau auf der Auflagefläche fixiert werden und deren Verbindung mit dem Modulträger erleichtert wird. Zum Fixieren der Detektorplatten auf der Auflagefläche können zusätzlich oder alternativ auch mechanische Klemmungen vorgesehen sein.To In a preferred variant, suction openings are provided on the support surface for generating vacuum for fixing the detector plates. With Help of a suction device is generated by the suction vacuum, so that the detector plates fixed in place on the support surface be and their connection with the module carrier is facilitated. To fix The detector plates on the support surface may additionally or alternatively also mechanical Clamps be provided.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Variante umfasst das Werkzeug Halteelemente zum Spannen des Modulträgers gegen die Detektorelemente auf der Auflagefläche. Durch die Halteelemente wird der Modulträger beim Herstellen der Verbindung zwischen ihm und den Detektorplatten positionssicher gehalten. Darüber hinaus ist über die Position der Halteelemente eine präzise Aufnahme des Modulträges möglich.According to one Another preferred variant, the tool comprises holding elements for tensioning the module carrier against the detector elements on the support surface. Through the retaining elements becomes the module carrier in making the connection between it and the detector plates held securely. About that beyond is over the position of the holding elements a precise recording of the Modulträges possible.

In einer alternativen Ausgestaltung ist das Werkzeug als Kollimatorwerkzeug zur positionsgenauen Anordnung von Kollimatoren auf den Detektorplatten ausgebildet und weist eine durch den Längs- und den Queranschlag begrenzte Öffnung auf, in der die Detektorplatten positionierbar sind und eine Montageflä che zum Anordnen der Kollimatoren bilden. Das Kollimatorwerkzeug ist insbesondere derart ausgebildet, dass eine gute Zugänglichkeit zu den mehreren aneinander gereihten Detektorplatten ermöglicht ist. Auf der Montagefläche, die sie hierbei bilden, werden die einzelnen Kollimatoren angeordnet und mit ihr fest verbunden, insbesondere verklebt. Dabei werden für die präzise Anordnung der einzelnen Kollimatoren der Längs- und der Queranschlag des Kollimatorwerkzeugs benutzt, an denen die Kollimatoren mit ihren Kanten mittelbar oder unmittelbar anliegen.In In an alternative embodiment, the tool is a collimator tool for the positionally accurate arrangement of collimators on the detector plates formed and has a limited by the longitudinal and the transverse stop opening, in which the detector plates are positionable and a Montageflä surface for Forming the collimators form. The collimator tool is in particular such designed that good accessibility is made possible to the several juxtaposed detector plates. On the mounting surface, which they form here, the individual collimators are arranged and firmly attached to it, in particular glued. It will be for the precise Arrangement of the individual collimators of the longitudinal and the transverse stop of the Kollimatorwerkzeugs used on which the collimators with their Edges lie directly or indirectly.

Vorteilhafterweise ist die Öffnung zur Aufnahme des Modulträgers ausgebildet. Hierbei erfolgt die präzise Anordnung der Kollimatoren auf den Detektorplatten erst nachdem die Detektorplatten auf dem Modulträger montiert sind. Somit sind die Detektorplatten bereits hochgenau zueinander positioniert, was die Anbringung und Befestigung der Kollimatoren auf der Montagefläche erleichtert.Advantageously, the opening for receiving the module carrier is formed. This takes place the precise arrangement of the collimators on the detector plates only after the detector plates are mounted on the module carrier. Thus, the detector plates are already positioned with high accuracy to each other, which facilitates the attachment and attachment of the collimators on the mounting surface.

Vorzugsweise weist das Kollimatorwerkzeug pro Kollimator mindestens ein Fixierelement zum Verspannen des auf der Montagefläche angeordneten Kollimators gegen die Montagefläche auf. Somit wird der Kollimator eine Zeit lang sicher auf der Montagefläche fixiert, bis die feste Verbindung zwischen ihm und der Detektorplatte, auf der er positioniert ist, hergestellt ist. Das Fixierelement kann beispielsweise nach Art eines Schiebe- oder Klappmechanismus ausgebildet sein, der beim Verschieben oder Zuklappen den Kollimator gegen die Montagefläche verspannt.Preferably the collimator tool has at least one fixing element per collimator for clamping the collimator arranged on the mounting surface against the mounting surface on. Thus, the collimator is fixed securely on the mounting surface for a while, until the firm connection between it and the detector plate, up which he is positioned is made. The fixing can for example, designed in the manner of a sliding or folding mechanism be that when moving or collapsing the collimator against the mounting surface braced.

Bevorzugt umfasst das Fixierelement zumindest eine Zentriernase mit einem Zentrierschlitz zur Aufnahme eines Mittelblechs des Kollimators. Beim Verschieben oder Zuklappen des Fixierelements wird das Mittelblech des Kollimators mit dem Zentrierschlitz der Zentriernase gefasst, so dass eine Druckkraft in den Kollimator hineingeleitet ist, mit deren Hilfe der Kollimator auf der Montagefläche fixiert wird.Prefers the fixing element comprises at least one centering nose with a Centering slot for receiving a center plate of the collimator. When moving or closing the fixing the center plate of the collimator with the centering slot of the centering nose, so that a compressive force is guided into the collimator, with whose help the collimator is fixed on the mounting surface.

Die erstgenannte Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Aufbau eines Detektormoduls, insbesondere für einen Computertomographiedetektor, mittels eines Werkzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche gelöst.The The former object is further achieved by a method of construction a detector module, in particular for a computer tomography detector, solved by means of a tool according to one of the preceding claims.

Die zweitgenannte Aufgabe wird durch ein Detektormodul gelöst, umfassend einen Modulträger, an dem insbesondere mehrere mit dem Modulträger verbundene Detektorelemente angeordnet sind, die je ein Modulelement mit einer Detektorplatte und mindestens einen Kollimator umfassen.The the second object is achieved by a detector module, comprising a module carrier, on in particular a plurality of detector elements connected to the module carrier are arranged, each having a module element with a detector plate and at least one collimator.

Die im Hinblick auf das Werkzeug angeführten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen lassen sich sinngemäß auf das Verfahren und das Detektormodul übertragen.The in view of the tool mentioned advantages and preferred Leave embodiments in the sense of that Transfer method and the detector module.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:embodiments The invention will be explained in more detail below with reference to a drawing. Here in demonstrate:

1 in schematischer Darstellung ein Computertomographiegerät, 1 a schematic representation of a computed tomography device,

2 in stark schematisierter Darstellung ein Detektorelement des Computertomographiegeräts gemäß 1, 2 in a highly schematic representation of a detector element of the computed tomography device according to 1 .

3 in perspektivischer Darstellung eine Teilansicht eines Sensorwerkzeugs, 3 in a perspective view a partial view of a sensor tool,

4 in perspektivischer Darstellung eine Teilansicht eines Kollimatorwerkzeugs, und 4 in perspective view a partial view of a Kollimatorwerkzeugs, and

5 eine Vergrößerung eines Fixierelements des Kollimatorwerkzeugs gemäß 4. 5 an enlargement of a fixing of the collimator according to 4 ,

In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures are the same acting parts with the same reference numerals Mistake.

In 1 ist ein Computertomographiegerät 2 gezeigt, das eine Röntgenstrahlenquelle 4 umfasst, von deren Fokus F ein Röntgenstrahlenbündel 6 ausgeht. Das Röntgenstrahlenbündel 6 wird mit in 1 nicht dargestellten, aber an sich bekannten Blenden beispielsweise fächerförmig oder pyramidenförmig verformt wird. Das Röntgenstrahlenbündel 6 durchdringt ein zu untersuchendes Objekt 8 und trifft auf einen Röntgendetektor 10 auf. Die Röntgenstrahlenquelle 4 und der Röntgendetektor 10 sind in 1 nicht dargestellter Weise einander gegenüberliegend an einem Drehrahmen (hier nicht gezeigt) des Computertomographiegeräts 2 angeordnet, welcher Drehrahmen in eine φ-Richtung um eine Systemachse Z des Computertomographiegeräts 2 drehbar ist. Die φ-Richtung stellt also die Umfangsrichtung des Drehrahmens und die Z-Richtung die Längsrichtung des zu untersuchenden Objekts 8 dar. Im Betrieb des Computertomographiegeräts 2 drehen sich die an dem Drehrahmen angeordneten Röntgenstrahlenquellen 4 und Röntgendetektor 10 um das Objekt 8, wobei aus unterschiedlichen Projektionsrichtungen Röntgenaufnahmen von dem Objekt 8 gewonnen werden. Pro Röntgenprojektion trifft dabei auf den Röntgendetektor 10 durch das Objekt 8 hindurchgetretene und dadurch geschwächte Röntgenstrahlung auf den Röntgendetektor 10 auf. Dabei erzeugt der Röntgendetektor 10 Signale, welche der Intensität der aufgetroffenen Röntgenstrahlung entsprechen. Aus den mit dem Röntgendetektor 10 ermittelten Signalen berechnet anschließend ein Bildrechner 12 in an sich bekannter Weise eines oder mehrere zwei- oder dreidimensionale Bilder des Objekts 8, welche auf einer Anzeige 14 darstellbar sind.In 1 is a computed tomography device 2 shown that an X-ray source 4 comprises, from the focus F, an X-ray beam 6 emanates. The x-ray beam 6 will be with in 1 not shown, but known per se, for example, fan-shaped or pyramid-shaped deformed. The x-ray beam 6 penetrates an object to be examined 8th and hits an X-ray detector 10 on. The X-ray source 4 and the X-ray detector 10 are in 1 not shown opposite each other on a rotating frame (not shown here) of the computed tomography device 2 arranged, which rotary frame in a φ-direction about a system axis Z of the computed tomography device 2 is rotatable. The φ-direction thus represents the circumferential direction of the rotary frame and the Z-direction the longitudinal direction of the object to be examined 8th In the operation of the computed tomography device 2 rotate the arranged on the rotating frame X-ray sources 4 and x-ray detector 10 around the object 8th , wherein from different projection directions X-ray images of the object 8th be won. Pro X-ray projection meets the X-ray detector 10 through the object 8th passed through and thereby weakened X-ray radiation to the X-ray detector 10 on. In this case, the X-ray detector generates 10 Signals which correspond to the intensity of the impacted X-radiation. From the with the X-ray detector 10 determined signals then calculates an image calculator 12 in a conventional manner one or more two- or three-dimensional images of the object 8th showing on a display 14 are representable.

Der Röntgendetektor 10 weist im vorliegenden Beispiel eine Vielzahl von Detektormodulen 16 auf, die in φ-Richtung nebeneinander auf einem nicht näher dargestellten, an dem Drehrahmen befestigten Detektorbogen angeordnet sind. Jedes der Detektormodule 16 umfasst mehrere sich in Z-Richtung erstreckende Detektorelemente 17. Dank der Anreihbarkeit der Detektorelemente 17 in φ-Richtung sowie in Z-Richtung ist die flächige Konstruktion des Röntgendetektors 10 ermöglicht.The x-ray detector 10 In the present example, a plurality of detector modules 16 on, which are arranged side by side in the φ-direction on a non-illustrated, attached to the rotating frame detector arc. Each of the detector modules 16 includes a plurality of detector elements extending in the Z direction 17 , Thanks to the alignability of the detector elements 17 in the φ-direction and in the Z-direction is the areal construction of the X-ray detector 10 allows.

Der Aufbau eines Detektorelements 17 ist in stark vereinfachter Weise in 2 exemplarisch dargestellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Detektorelement 17 eine Detektorplatte 18, die insbesondere als ein Szintillatorarrays und bevorzugt als UFC-Array ausgebildet ist, welche über einem Photodiodenarray 20 angeordnet ist. Das Photodiodenarray 20 ist wiederum auf einer nur abschnittsweise gezeigten, üblicherweise flexiblen und folienartigen Leiterplatine 22 angeordnet, auf der Elektronikkomponenten 23 (siehe 3) zur Signalverarbeitung der mit der Detektorplatte 18 und dem Photodiodenarray 20 erzeugten elektrischen Signale vorhanden sind.The structure of a detector element 17 is in a very simplified way in 2 exemplified. In the present embodiment, the detector element comprises 17 a detector plate 18 , in particular as a scintillator array and before zugt as UFC array is formed, which over a photodiode array 20 is arranged. The photodiode array 20 is again on a sectionally shown, usually flexible and film-like printed circuit board 22 arranged on the electronic components 23 (please refer 3 ) for signal processing with the detector plate 18 and the photodiode array 20 generated electrical signals are present.

Die Detektorplatte 18 ist strukturiert und umfasst eine Vielzahl von nicht näher dargestellten Szintillatorelementen, die jeweils einer Photodiode des eine Vielzahl von Photodioden umfassenden Photodiodenarray 20 zugeordnet sind. Die Detektorplatte 18 und das Photodiodenarray 20 sind relativ zueinander ausgerichtet und miteinander verklebt. Anstelle der Detektorplatte 18 und des Photodiodenarrays 20 kann das Detektormodul 16 auch ein Array von Detektorelementen umfassen, die aus einem die Röntgenstrahlung direkt konvertierenden Halbleitermaterial ausgebildet sind. Auf derartige Detektorelemente auftreffende Röntgenstrahlung wird dann direkt in elektrische Signale umgewandelt, die mit der nachgeschalteten Auswerteelektronik weiter verarbeitet werden. Wie auch immer die Detektorelemente 17 des Detektormoduls 16 ausgebildet sind, weist jedes Detektorelement 17 einen Kollimator 24 auf, der derart relativ zu der Detektorplatte 18 angeordnet ist, dass nur Röntgenstrahlung einer bestimmten Raumrichtung auf die Detektorplatte 18 treffen kann. Der Kollimator 24 hat dabei die Funktion zu verhindern, dass die Bildgebung negativ beeinflussende Röntgenstrahlung, also beispielsweise Röntgenstrahlung, die an Objekten gestreut wurde, auf die Detektorplatte 18 trifft.The detector plate 18 is structured and comprises a plurality of scintillator elements, not shown in detail, each of a photodiode of the photodiode array comprising a plurality of photodiodes 20 assigned. The detector plate 18 and the photodiode array 20 are aligned relative to each other and glued together. Instead of the detector plate 18 and the photodiode array 20 can the detector module 16 also comprise an array of detector elements which are formed from a semiconductor material directly converting the X-ray radiation. X-radiation incident on such detector elements is then converted directly into electrical signals, which are further processed by the downstream evaluation electronics. Whatever the detector elements 17 of the detector module 16 are formed, each detector element has 17 a collimator 24 which is so relative to the detector plate 18 is arranged that only X-radiation of a certain spatial direction on the detector plate 18 can meet. The collimator 24 It has the function of preventing the imaging negatively influencing X-ray radiation, so for example X-ray radiation, which has been scattered on objects, on the detector plate 18 meets.

Die Detektorplatte 18 und der Kollimator 24 eines Detektorelements 17, d.h. die Bauelemente des Detektorelements 17, die direkt mit Röntgenstrahlung beaufschlagt werden, sind weiterhin als Modulelemente bezeichnet.The detector plate 18 and the collimator 24 a detector element 17 ie the components of the detector element 17 , which are exposed directly to X-rays, are still referred to as module elements.

Zum Aufbau des Detektormoduls 16 müssen die einzelnen Detektorelemente 17 positionsgenau zueinander angeordnet werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Werkzeugs, das Anschläge in φ- Richtung und in Z-Richtung aufweist, durch die die Positionierung der Modulelemente 18, 24 erfolgt. Ein solches Werkzeug, das nach Art eines Sensorwerkzeugs 26 zur Anordnung der Detektorplatten 18 ausgebildet ist, ist in 3 dargestellt. Das Sensorwerkzeug 26 umfasst einen Längsanschlag 28 in seiner Längsrichtung L, die im zusammengebauten Zustand des Computertomographiegeräts 2 mit der Z-Richtung übereinstimmt, sowie einen Queranschlag 30 in seiner Querrichtung Q, die der φ-Richtung entspricht. Das Sensorwerkzeug 26 umfasst weiterhin mindestens ein Endmaß 32, das an dem Queranschlag 30 sowie dem Längsanschlag 28, angelegt werden kann und dadurch einen weiteren Längsanschlag 28a in Längsrichtung L definiert.For the construction of the detector module 16 need the individual detector elements 17 be positioned accurately to each other. This is done with the aid of a tool that has stops in the φ direction and in the Z direction, through which the positioning of the module elements 18 . 24 he follows. Such a tool, the manner of a sensor tool 26 for the arrangement of the detector plates 18 is trained in is 3 shown. The sensor tool 26 includes a longitudinal stop 28 in its longitudinal direction L, in the assembled state of the computed tomography device 2 coincides with the Z-direction, as well as a transverse stop 30 in its transverse direction Q, which corresponds to the φ-direction. The sensor tool 26 furthermore comprises at least one final gauge 32 at the transverse stop 30 as well as the longitudinal stop 28 , can be created and thus another longitudinal stop 28a defined in the longitudinal direction L.

Das Sensorwerkzeug 26 wird eingesetzt, um mehrere Detektorelemente 17, die jeweils eine Leiterplatine 22, ein Photodiodenarray 20 und eine Detektorplatte 18 (das Photodiodenarray 20 und der Detektorplatte 18 umfassen, positionsgenau nebeneinander anzuordnen und auf einem hier nicht näher dargestellten Modulträger zu befestigen. Hierzu wird jedes einzelne Detektorelement 17 auf einer Auflagefläche 34 des Sensorwerkzeugs 26 mit zu der Auflagefläche 34 gerichteten Detektorplatte 18 aufgelegt, so dass die Detektorplatte 18 mit zwei ihrer Kanten an dem Längsanschlag 28 bzw. Endmaßanschlag (weiterer Längsanschlag 28a) und an den Queranschlag 30 anliegt.The sensor tool 26 is used to hold several detector elements 17 , each a printed circuit board 22 , a photodiode array 20 and a detector plate 18 (the photodiode array 20 and the detector plate 18 include, positionally accurate next to each other and to attach to a module carrier not shown here. For this purpose, each individual detector element 17 on a support surface 34 of the sensor tool 26 with to the contact surface 34 directed detector plate 18 hung up, leaving the detector plate 18 with two of its edges on the longitudinal stop 28 or final gauge stop (further longitudinal stop 28a ) and to the transverse stop 30 is applied.

In 3 ist das Positionieren eines ersten Detektorelements 17 gezeigt, das mit den präzisen Kanten seiner Detektorplatte 18 zur Definierung seiner Lage in Querrichtung Q an dem Queranschlag 30 und zur Definierung seiner Lage in Längsrichtung L an dem Anschlag 28a des Endmaßes 32 anliegt. Durch die Anschläge in beiden Richtungen L, Q ist eine hoch genaue Positionierung des Detektorelements 17 auf der Auflagefläche 34 möglich. An der Auflagefläche 34 sind weiterhin hier nicht näher gezeigte Saugöffnungen angeordnet, die zum Erzeugen von Vakuum und somit zum Fixieren des Detektorelementes 17 auf der Auflagefläche 34 vorgesehen sind. Nach dem Fixieren des ersten Detektorelements 17 wird das Endmaß 32 durch ein weiteres, kürzeres Endmaß 32 ersetzt, so dass ein zweites Detektorelement 17 (hier nicht gezeigt) über den Längsanschlag 28a und den gemeinsamen Queranschlag 30 auf der Auflagefläche 34 positioniert werden kann.In 3 is the positioning of a first detector element 17 shown with the precise edges of its detector plate 18 for defining its position in transverse direction Q at the transverse stop 30 and for defining its position in the longitudinal direction L at the stop 28a the final dimension 32 is applied. By the stops in both directions L, Q is a highly accurate positioning of the detector element 17 on the support surface 34 possible. At the support surface 34 Furthermore suction openings not shown here are further arranged, which are for generating vacuum and thus for fixing the detector element 17 on the support surface 34 are provided. After fixing the first detector element 17 becomes the final measure 32 by another, shorter gauge 32 replaced, leaving a second detector element 17 (not shown here) over the longitudinal stop 28a and the common transverse stop 30 on the support surface 34 can be positioned.

Die Auflagefläche 34 des Sensorwerkzeugs 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel derart dimensioniert, dass drei Detektorelemente 17 nebeneinander angereiht und fixiert werden können. Anschließend wird der Modulträger auf den exakt angereihten Detektorelementen 17 aufgelegt und mittels Haltelemente 36 gegen die Detektorelemente 17 auf der Auflagefläche 34 verspannt. Somit können die Detektorelemente 17 mit Hilfe eines zuvor aufgetragenen Klebstoffs mit dem Modulträger 42 verklebt werden. Nach dem Aushärten des Klebstoffs werden die folienartigen Leiterplatinen 22 der Detektorelemente 17 beidseitig hochgeklappt und über Bohrungen 38 auf dem Modulträger verschraubt.The bearing surface 34 of the sensor tool 26 is dimensioned in this embodiment such that three detector elements 17 juxtaposed and fixed. Subsequently, the module carrier on the exactly aligned detector elements 17 applied and by means of holding elements 36 against the detector elements 17 on the support surface 34 braced. Thus, the detector elements 17 using a previously applied adhesive with the module carrier 42 be glued. After the adhesive has cured, the sheet-like circuit boards become 22 the detector elements 17 folded up on both sides and over holes 38 bolted to the module carrier.

In einem weiteren Herstellungsschritt des Detektormoduls 16 wird eine Anzahl an Kollimatoren 24 positionsgenau auf den Detektorplatten 18 montiert. Für diesen Zweck ist ein Kollimatorwerkzeug 40 vorgesehen, das ebenfalls den Längsanschlag 28 sowie den Queranschlag 30 aufweist. Ein solches Kollimatorwerkzeug 40 ist aus 4 ersichtlich. Das Kollimatorwerkzeug 40 weist eine Öffnung auf, in die der Modulträger 42, wie aus 4 zu entnehmen ist, präzise positionierbar ist. Hierbei bilden die die Öffnung bedeckenden Detektorplatten 18 eine Montagefläche 44 für die Aufnahme der Kollimatoren 24 aus.In a further production step of the detector module 16 becomes a number of collimators 24 exact position on the detector plates 18 assembled. For this purpose is a collimator tool 40 provided, which is also the longitudinal stop 28 as well as the transverse stop 30 having. Such a collimator tool 40 is out 4 seen. The Kollimatorwerkzeug 40 has an opening into which the module carrier 42 , like out 4 can be seen, is precisely positioned. In this case, the detector plates covering the opening form 18 a mounting surface 44 for receiving the collimators 24 out.

Zur genauen Ausrichtung eines ersten Kollimators 24 wird, wie aus 4 ersichtlich ist, ein Endmaß 32 verwendet, das am Längsanschlag 28 anliegt. Zur Befestigung des Endmaßes 32 in dieser Position ist ein Schiebemechanismus 45 vorgesehen, der in Längsrichtung L gegen das Endmaß 32a geschoben wird und somit das Endmaß 32 gegen den Längsanschlag 28 drückt. Das Endmaß 32 ist derart dimensioniert, dass der erste Kollima tor 24 genau über einem mittleren Detektorelement 17 montiert wird. Der Kollimator 24 wird auf der Montagefläche 44 positioniert und verschoben, bis er an dem Queranschlag 30 sowie an einer Anschlagskante 46 des Endmaßes 32 anliegt. Der auf der Montagefläche 44 angeordnete Kollimator 24 wird danach mit Hilfe einer mechanischen Klemmvorrichtung 47 gegen den Queranschlag 30 gespannt, so dass die Position des Kollimators 24 in Querrichtung hochgenau definiert ist und der Kollimator 24 nicht verrutschen kann.For exact alignment of a first collimator 24 is how out 4 it can be seen, a gauge block 32 used that at the longitudinal stop 28 is applied. For attaching the gauge block 32 in this position is a sliding mechanism 45 provided in the longitudinal direction L against the final dimension 32a is pushed and thus the final dimension 32 against the longitudinal stop 28 suppressed. The final dimension 32 is dimensioned such that the first Kollima gate 24 just above a middle detector element 17 is mounted. The collimator 24 will be on the mounting surface 44 positioned and moved until it stops at the cross 30 as well as on a stop edge 46 the final dimension 32 is applied. The on the mounting surface 44 arranged collimator 24 is then using a mechanical clamping device 47 against the cross stop 30 curious so that the position of the collimator 24 is defined with high precision in the transverse direction and the collimator 24 can not slip.

Zur sicheren Ausrichtung des Kollimators auf den Fokus F wird er in dieser Position mit Hilfe eines klappbaren Fixierelements 48 senkrecht zur Montagefläche 44 fixiert. Das Fixierelement 48 weist beidseitig je eine Zentriernase 50 auf, in der ein Zentrierschlitz 52 ausgebildet ist. Wie aus der vergrößerten Darstellung des Fixierelements 48 in 5 gezeigt ist, klemmt beim Zuklappen des Fixierelements 48 die Zentriernase 50 mit dem Zentrierschlitz 52 ein Mittelblech des Kollimators 24 und verspannt den Kollimator 24 gegen die Montagefläche 44.For safe alignment of the collimator on the focus F he is in this position by means of a hinged fixing 48 perpendicular to the mounting surface 44 fixed. The fixing element 48 has on both sides depending on a centering nose 50 on, in which a centering slot 52 is trained. As from the enlarged view of the fixing 48 in 5 is shown, jams when closing the fixing 48 the centering nose 50 with the centering slot 52 a center plate of the collimator 24 and strained the collimator 24 against the mounting surface 44 ,

Anschließend werden weitere Kollimatoren 24 (nicht gezeigt) seitlich von dem ersten Kollimator 24 auf der Montagefläche 44 angeordnet und fixiert. Hierfür wird das Endmaß 32 entfernt und die weiteren Kollimatoren 24 werden ebenfalls an den Queranschlag 30 zur Positionierung in Querrichtung Q geschoben. Die Positionierung in Längsrichtung L kann ebenfalls über Endmaße 32 oder durch Anschieben der weiteren Kollimatoren 24 an den bereits fixierten Kollimator 24 erreicht werden. Jeder der weiteren Kollimatoren 24 wird danach durch die mechanische Klemmvorrichtung 47 und das Fixierelement 48 gegen den Queranschlag 30 bzw. gegen die Montagefläche 44 verspannt.Subsequently, more collimators 24 (not shown) laterally from the first collimator 24 on the mounting surface 44 arranged and fixed. This is the final dimension 32 removed and the other collimators 24 are also at the cross stop 30 for positioning in the transverse direction Q pushed. Positioning in the longitudinal direction L can also be over gauge blocks 32 or by pushing the other collimators 24 to the already fixed collimator 24 be achieved. Each of the other collimators 24 is then passed through the mechanical clamping device 47 and the fixing element 48 against the cross stop 30 or against the mounting surface 44 braced.

Im Falle, dass ein Mindestabstand zwischen den Kollimatoren 24 vorhanden sein muss, kann eine Präzisionsfolie bzw. eine Fühlerlehre beim Aufbau des Detektormoduls 16 zwischen die Kollimatoren 24 eingeführt werden.In case of a minimum distance between the collimators 24 may be present, a precision foil or a feeler gauge in the construction of the detector module 16 between the collimators 24 be introduced.

Schließlich werden die Kollimatoren 24 mit den Detektorplatten 18 verklebt und bilden somit das fertige Detektormodul 16 aus.Finally, the collimators 24 with the detector plates 18 glued and thus form the finished detector module 16 out.

Claims

Tool ( 26 . 40 ) for constructing a detector module ( 16 ) with a module carrier ( 42 ), on which several module elements ( 18 . 24 ) are arranged with exact position, in particular for a computer tomography detector ( 10 ), comprising a main body with a longitudinal stop ( 28 ) and with a transverse stop ( 30 ) for positionally accurate positioning of the respective module element ( 18 . 24 ) with respect to a longitudinal direction (L) and a transverse direction (Q).

Tool ( 26 . 40 ) according to claim 1, comprising at least one gauge block ( 32 . 32a ) for replaceable attachment to the longitudinal stop ( 28 ) for defining a further longitudinal stop ( 28a ).

Tool ( 26 . 40 ) according to claim 2, wherein several final dimensions ( 32 . 32a ) are provided with different lengths.

Tool ( 26 . 40 ) according to claim 2 or 3, with a clamping mechanism, in particular a sliding mechanism ( 45 ), for clamping the gauge ( 32 . 32a ).

Tool ( 26 . 40 ) according to one of the preceding claims, with a mechanical clamping device ( 47 ) for tensioning the module elements ( 18 . 24 ) in the transverse direction (Q).

Tool ( 26 . 40 ) according to one of the preceding claims, which is designed as a tool ( 26 ) for the positionally accurate arrangement of a plurality of detector plates ( 18 ) as module elements ( 18 ) for mounting a plurality of detector elements ( 17 ) on the module carrier ( 42 ).

Tool ( 26 ) according to claim 6, which is one through the longitudinal stop ( 28 ) and the transverse stop ( 30 ) limited contact surface ( 34 ) for placing the detector plates ( 18 ) having.

Tool ( 26 ) according to claim 7, wherein on the support surface ( 34 ) Suction openings for generating vacuum for fixing the detector plates ( 18 ) are provided.

Tool ( 26 ) according to one of claims 7 or 8, the holding elements ( 36 ) for clamping the module carrier ( 42 ) against the detector elements ( 17 ) on the support surface ( 34 ).

Tool ( 26 . 40 ) according to claims 1 to 5, which can be used as a collimator tool ( 40 ) for the positionally accurate arrangement of several collimators ( 24 ) when Module elements ( 18 . 24 ) is formed and a through the longitudinal stop ( 28 ) and the transverse stop ( 30 ) has limited opening, in which the detector plates ( 18 ) are positioned and in the inserted state a mounting surface ( 44 ) for arranging the collimators ( 24 ) form.

Tool ( 40 ) according to claims 9 and 10, wherein the opening for receiving the module carrier ( 42 ) is trained.

Tool ( 40 ) according to claim 10 or 11, which per collimator ( 24 ) at least one fixing element ( 48 ) for clamping the on the mounting surface ( 44 ) arranged collimator ( 24 ) against the mounting surface ( 44 ) having.

Tool ( 40 ) according to claim 12, wherein the fixing element ( 48 ) at least one centering nose ( 50 ) with a centering slot ( 52 ) for receiving a middle plate of the collimator ( 24 ).

Method for constructing a detector module ( 16 ) especially for a computed tomography detector ( 10 ) by means of a tool ( 26 . 40 ) according to any one of the preceding claims.

Detector module ( 16 ), comprising a module carrier ( 42 ), in particular several with the module carrier ( 42 ) connected detector elements ( 17 ) are arranged, which a detector plate ( 18 ) and a collimator ( 24 ).