[发明专利]辐射传感器

说明书

一种辐射传感器(1)包括辐射探测器阵列(21)，所述辐射探测器阵列包括多个像素(33、34)；至少两个读出连接器(11、12)，所述读出连接器具有多个触点，每个所述读出连接器被配置为用于接收读出模块；路由电路(10)，所述路由电路具有被配置为用于将电信号从所述多个像素(33、34)中的每一个路由到所述读出连接器(11、12)中的一个的相应触点的导线。多个像素被分组为两个或多个像素组(33、34)，第一像素组(33)的至少两个像素被来自辐射探测器阵列(21)中的另一像素组(34)的至少一个像素隔开。路由电路被配置为用于将所述第一像素组(33)的像素引导到第一读出连接器(11)，以及将来自所述另一像素组(34)的像素引导到第二读出连接器(12)。还公开了与之相关的对应方法。

技术领域

本发明涉及辐射传感器领域。具体而言，本发明涉及一种辐射传感器，其具有用于将电信号从辐射探测器阵列路由到多个电子读出电路的电路的。

背景技术

包括探测器像素的一维或二维阵列的探测器通常用于例如在诸如核医学、放射学、放射治疗或质子治疗这样的医学应用中的辐射成像。在辐射探测器阵列中，每个像素可以适于生成指示与入射在该像素上的辐射相关的剂量测定量或辐射量的信号，例如电流、电荷或电位。例如，硅二极管和电离室可以通常用于辐射探测应用的像素元件中。

可以使用包括多个多通道集成电路的前端电子子系统并行地读出像素信号。例如，在本领域已知的成像阵列中，IBA MatriXX探测器阵列，来自1024个电离室的电流可以由16个专用芯片并联整合，每个专用芯片具有64个输入通道。因此，这种成像系统还可能需要用于将信号从像素路由并切换到前端电子子系统的读出通道的有效装置。该信号路由可以影响由设备产生的图像的动态范围和图像质量，并且由于可用于路由的区域的限制，还可以影响可实现的探测器区域和像素间距。

至少一个插入器印刷电路板(PCB)可以将传感器像素连接到读出芯片。例如，所有信号线可以设置在PCB上，PCB还可以形成传感器阵列的整体部分，而读出芯片可以连接到这些信号线，例如使用连接器机构，以允许容易的更换和/或维护。例如，每个读出芯片可以焊接到可以使用连接器插入插入器PCB中的小载体PCB上。

美国专利申请US 2005/286682公开了一种用于辐射成像系统的探测器。该探测器模块包括用于将X射线信号转换成电信号的传感器阵列、用于将电信号转换成相应的数字信号的至少一个电子设备、以及用于将电信号从传感器阵列路由到电子设备的切换电路。

用于成像应用的X射线探测器是已知的，例如从US 2004/0136493和US 2005/0173642。这些探测器包括像素的2D阵列。这些像素被组织为n行X m列，并且在每个像素处需要诸如FET之类的开关元件。通过顺序地寻址n个扫描行并通过m条数据线从每行的m个像素获取像素值来访问各个像素。这种设计的优点在于仅需要读出电路的m个通道。开关元件可以引入测量误差，这可能是不可接受的，尤其是当预计是弱信号值时。另外，当探测器用于高剂量应用(例如放射治疗机QA)或在线或离线治疗计划验证时，开关元件可能不能耐受高辐射剂量。

从US 2005/139757获知了像素化光子计数模式探测器。在该探测器中，在ASIC芯片中实施的读出电路通过具有形成在第一侧上的多个焊球和形成在第二侧上的多个电触点的球栅阵列封装连接到探测器阵列。读出电路在每个像素的几何区域内。读出电路紧邻相应的探测器，并经受到相同的辐射场。

将像素信号路由到前端电子设备可能是一项复杂的任务。可以优化阵列像素与读出芯片的输入通道之间的布线以简化布局和/或获得良好的性能。例如，可以通过设计的这种优化来调整的参数是信号线的长度、线路阻抗、过孔连接数、通道之间的串扰、对电磁干扰的敏感度和电磁干扰的辐射。