[0001] 本申请涉及医学成像技术领域，尤其涉及探测器模块及其外壳、探测器阵列。

[0002] SPECT(Single‑Photon Emission Computed Tomography，单光子发射计算机断层成像术)是测量显示细胞和分子的生物学活动的技术，SPECT的基本成像原理是：病人静脉注射含有半衰期适当的放射性同位素药物，在药物到达人体所需要成像的部位后，由于放射性衰变，将从人体组织各处发出γ光子，位于外层的γ探测器的每个闪烁体探测沿一条投影线通过准直器进来的γ光子，通过闪烁体将探测到的高能γ射线转化为能量较低但数量很大的光信号，通过光电倍增管将光信号转化为电信号并进行放大，得到的测量值代表人体在该投影线上的放射性之和。

[0003] 传统的探测器多采用PMT型光电倍增管，体积极大。将包括硅光电倍增管的SiPM芯片来替代PMT型光电倍增管，可以实现更高的探测效率和响应速度。因此，相对于安检等领域，在医学成像技术领域的探测器模块需要紧密的阵列或矩阵排列。

[0004] 所以，亟需一种适用于医学成像技术领域的探测器模块及其外壳、探测器阵列。

[0050] 下面，结合附图以及具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

[0051] 在本申请中，闪烁体、光电转换单元、位置编码单元、柔性光导、反射片、空气凝胶层、柔性隔热片可以看作扁平的并且具有一定的物理厚度。盖板的侧面可以看作相对顶面和底面之间的面，盖板的顶面可以看作盖板远离容纳腔的底壁的面，底面可以看作和顶面相背的面。

[0052] 其中，光电转换单元可以包括载板和硅光电电路，硅光电电路可以包括硅光电转换芯片(SiPM芯片)，SiPM芯片可以包括硅光电倍增管。

[0053] 探测器工作时，闪烁体会将伽马射线转换为光信号，光电转换单元通过SiP M芯片将光信号转为电信号。光电转换单元与位置编码单元通过板对板的连接器进行电连接，位置编码电路将光电转换单元传递的电信号处理进行位置编码。

[0054] 实施例一

[0055] 参见图1至图4，图1示出了本申请提供的一种探测器模块的结构示意图；

[0056] 图2示出了本申请提供的一种探测器模块的爆炸图；图3示出了本申请提供的一种探测器模块的剖视图；图4示出了本申请提供的一种探测器模块的另一角度的剖视图。

[0057] 探测器模块包括：

[0058] 功能模块200，所述功能模块200包括依次层叠设置的闪烁体210、光电转换单元220和位置编码单元230，所述功能模块200设置于所述下壳体110的容纳腔内，且所述闪烁体210设置于所述容纳腔的腔底。

[0059] 外壳100，上述外壳100包括：下壳体110、盖板120和多个限位片130；

[0060] 所述下壳体110设置有容纳腔，所述容纳腔的顶部设置有开口，所述容纳腔用于容纳功能模块200并限制所述功能模块200沿所述容纳腔径向方向的移动距离；所述容纳腔的侧壁上设置有多个供限位片130穿过的限位孔111；

[0061] 所述盖板120内嵌于所述下壳体110的开口中，所述盖板120的侧边设置有和所述限位孔111相对应的限位槽121；

[0062] 每个所述限位片130设置于其中一个所述限位孔111及其对应的所述限位槽121内，用于限制所述功能模块200沿所述容纳腔轴向方向的移动距离。

[0063] 由此，闪烁体210设置于容纳腔的腔底，便于将探测到的高能的射线转化为能量较低但数量很大的光信号并输出；光电转换单元220将闪烁体210输出的光信号转化为放大后的电信号并输出；位置编码单元230接收光电转换单元220输出的电信号并进行位置编码；闪烁体210、光电转换单元220和位置编码单元230层叠设置，减了了功能模块200的体积，明显降低了空间占用；下壳体110将功能模块200容纳在容纳腔内，可以限制功能模块200的移动，集成度高；限位孔111和限位槽121搭配限位片130，以使盖板120固定在下壳体110上，外壳100的侧面无间隙或间隙小，上述结构的探测器模块可以更为紧密的进行探测器的阵列或矩阵排列，进而提升了探测器的整体灵敏度；当功能模块200中的部分出现故障时，技术人员可以对故障件进行更换，节省成本。

[0064] 综上，上述探测器模块，集成度高、独立性好，且方便维护和更换；采用限位孔111、限位槽121和限位片130以实现外壳100对功能模块200的固定，侧面无间隙或间隙小，可以更为紧密的进行探测器的阵列或矩阵排列。

[0065] 在一个具体应用中，限位片130可以通过与限位槽121、限位孔111之间的过盈配合，使盖板120更稳固地固定在下壳体110上。

[0066] 在另一个具体应用中，限位片130可以通过与限位槽121、限位孔111之间的磁力，使盖板120更稳固地固定在下壳体110上。例如，限位片130是强磁铁，限位槽121和限位孔111包括可用于强磁铁吸附的铁质材料，限位片130通过磁力与限位槽121、限位孔111固定。
再例如，限位片130、限位槽121、限位孔111都是强磁铁，也能实现盖板120固定在下壳体110的效果。

[0067] 其中，限位槽121可以是盖板120的侧边环状设置的沟槽状空隙；限位槽121还可以是盖板120的侧边设置的多个不连通的沟槽状空隙，每个沟槽桩空隙分别和一个限位孔111的位置相匹配，以使限位片130可以同时穿过限位孔111、限位槽121。

[0068] 其中，光电转换单元220可以包括载板221和硅光电电路222。

[0069] 本申请对限位片130的形状不进行限制，只要限位片130能分别与限位槽121和限位孔111所接触的部分的形状相匹配即可。例如限位片130是片状长方形、片状梯形或片状扇环形。

[0070] 在一个具体应用中，外壳100及其容纳腔是长方体，盖板120也是与容纳腔的形状相匹配的长方体，则限位片130为片状长方体，当限位片130为片状长方体时，限位孔111可以是方形孔，便于限位孔111的制作即限位孔111制作时公差精度的控制。

[0071] 在另一个具体应用中，外壳100及其容纳腔是圆柱体，盖板120也是与容纳腔的形状相匹配的圆柱体，则限位片130可以是片状扇环形体。

[0072] 盖板120内嵌于下壳体110的开口中，例如，可以是盖板120通过容纳腔整个嵌入下壳体110的开口，这种情况下外壳100的一体性更好、体积更小。例如，还可以是盖板120通过容纳腔至少部分嵌入下壳体110的开口，限位槽121的全部嵌入下壳体110的开口，也就是说只要限位片130设置于限位孔111及其对应的限位槽121时可以限制功能模块200沿容纳腔轴向方向移动，可以有部分盖板120没有嵌入下壳体110的开口。

[0073] 在一些可选的实施方式中，所述盖板120包括多个螺钉122及供所述螺钉122穿过的螺纹通孔123，每个所述螺纹通孔123穿过一个所述限位槽121以使每个所述螺钉122锁紧对应的所述限位槽121内的限位片130。

[0074] 由此，螺钉122使限位片130的限位作用更稳定。可以理解为，当螺钉122通过螺纹通孔123旋紧时，限位槽121沿螺钉122的轴线方向的空隙被收缩，设置在限位槽121内的限位片130被进一步夹紧；当螺钉122从盖板120上通过螺纹通孔123拆卸时，限位槽121沿螺钉122的轴线方向的空隙被不再受螺钉122作用收缩。螺钉122穿过螺纹通孔123，可以使限位片130更稳固地设置于限位孔111及其对应的限位槽121。

[0075] 在一个具体应用中，所述螺钉122是沉头螺钉122，螺纹通孔123在盖板120远离下壳体110的一侧是沉头通孔，沉头通孔可以容纳螺钉122的螺钉122头。这种情况下，盖板120和下壳体110固定时外壳100的体积控制的更好。

[0076] 在一些可选的实施方式中，每个所述限位片130上设置1个限位片130通孔，以使每个所述螺钉122依次穿过所述螺纹通孔123和所述限位片130通孔。

[0077] 由此，螺钉122穿过螺丝通孔时，同时穿过限位片130的通孔。只要螺钉122没有脱离限位片130的通孔，限位片130就无法从限位槽121中脱离。也就是说，不仅能通过螺钉122和限位槽121的配合，减小限位槽121的空隙来实现限位片130在螺钉122轴向方向的固定；还能通过螺钉122、限位片130通孔的配合，限制限位片130在螺钉122径向方向的移动。即便螺钉122滑丝等故障造成限位槽121内的限位片130不能被充分夹紧，螺钉122也会限制限位片130脱离限位槽121。综上，通过限位片130通孔的设定，使外壳100对功能模块200固定的稳定性更提高。

[0078] 在一些可选的实施方式中，所述外壳100是长方体，所述下壳体110的4个侧面上分别设置2个所述限位孔111。

[0079] 由此，外壳100长方体的用于探测器模块，当探测器模块用于阵列排布时空间利用率高；当外壳100是长方体且下壳体110的每个侧面上分别设置2个限位孔111时，即便受到外部的冲击和震动，下壳体110和盖板120不容易脱离、稳定性更好。

[0080] 在一些可选的实施方式中，所述外壳100还包括不少于2个导向销140，每个所述导向销140分别设置在所述盖板120远离所述下壳体110的端面上，所述导向销140用于实现所述探测器模块在散热背板上的定位。

[0081] 由此，当探测器模块用于阵列排布时，可以将多个探测器模块的外壳100的盖板120侧贴合在散热背板上，散热背板上设置有和导向销140位置、形状匹配的定位孔，导向销
140容置于其对应的定位孔，以实现多个探测器模块在散热背板上的精准定位。一方面，通过导向销140可以提供定位功能，技术人员对探测器模块的阵列排布时效率更高；另一方面，当探测器的一个或多个探测器模块出现故障时，技术人员可以较为简单的将故障探测器模块进行更换，方便技术人员对探测器的维护。

[0082] 在一些可选的实施方式中，所述盖板120是由导热材质制备而成的。

[0083] 由此，当探测器模块定位并安装在散热背板时，将盖板120复用于散热部件，将探测器内部热量导出到外部(散热背板)。也就是说，将盖板120进行复用，无需为外壳100单独配置散热部件，能减小外壳100的体积和重量，降低外壳100的成本和设计难度。

[0084] 其中，导热材质可以是铝合金、铜合金，铜合金导热系数更低、导热(散热)性能更好；铝合金也有不错的导热性能，且相比铜合金更能降低探测器模块的成本。

[0085] 在一些可选的实施方式中，所述容纳腔的内壁是由碳纤维或者黑色高分子材料材质制备而成的。

[0086] 由此，可以认为碳纤维或黑色高分子材质的内壁不反射光，以使容纳腔的内壁为碳纤维或黑色高分子材质时为功能模块200实现避光。相比分别通过遮光纸或封装的手段对功能模块200中的部分或全部部件进行避光，通过对下壳体110内壁材质的选择，将下壳体110复用为功能模块200的避光，且实现的是整体避光，效果更好。综上，碳纤维或者黑色高分子材料材质的内壁实现了功能模块200的整体避光；下壳体110进行避光功能的复用，更节省外壳100的体积和制造成本。

[0087] 其中，黑色高分子材料例如是黑色高分子聚乙烯、黑色高分子聚醚酰亚胺等。

[0088] 在一个具体应用中，碳纤维或黑色高分子材质可以用于整个下壳体110。

[0089] 在另一个具体应用中，碳纤维或黑色高分子材质只用于整个下壳体110的容纳腔的内壁。

[0090] 在一些可选的实施方式中，所述功能模块200还包括柔性光导240，所述柔性光导240粘附于所述闪烁体210和所述光电转换单元220之间，所述柔性光导240用于实现所述闪烁体210和所述光电转换单元220的光耦合。

[0091] 由此，通过柔性光导240可以实现闪烁体210与光电转换单元220之间的光信号的传导。当闪烁体210和/或光电转换单元220受到震动或冲击时，粘附于闪烁体210和光电转换单元220之间的柔性光导240起到了缓震作用，进而降低了探测器模块的故障率，提高了探测器模块的稳定性。

[0092] 在一些可选的实施方式中，所述探测器模块还包括依次层叠设置的反射片250、空气凝胶层260和柔性隔热片270；

[0093] 所述反射片250设置于所述位置编码单元230远离所述盖板120的端面，所述反射片250用于反射所述位置编码单元230产生的热辐射；

[0094] 所述空气凝胶层260用于隔绝所述反射片250和所述光电转换单元220之间的热传递；

[0095] 所述柔性隔热片270设置于所述光电转换单元220和所述空气凝胶层260之间，所述柔性隔热片270用于隔断所述光电转换单元220和所述空气凝胶层260之间的热量传递。

[0096] 由此，反射片250可以对位置编码单元230产生的热辐射进行反射，避免位置编码单元230产生的热量以热辐射的形式传递到光电转换单元220和闪烁体210；空气凝胶层260是由玻璃和塑料制成的合成品，导热率低，可以避免位置编码单元230与光电转换单元220之间的热传递；柔性隔热片270是柔性材料组成的隔热片，一方面起到位置编码单元230与光电转换单元220之间的隔热功能，一方面设于光电转换单元220和空气凝胶层260之间起到柔性缓冲作用。

[0097] 光电转换单元220的连接器和位置编码单元230的连接器实现二者之间电信号的传输，因此光电转换单元220和位置编码单元230之间有一定空隙，通过层叠设置的反射片250、空气凝胶层260和柔性隔热片270，可以对上述空隙进行填充，并隔绝位置编码单元230和光电转换单元220间的热辐射、热传递，对外壳100空间的利用比较高。

[0098] 综上，层叠设置的反射片250、空气凝胶层260和柔性隔热片270，提高了探测器模块的空间利用率，并避免了闪烁体210、光电转换单元220与位置编码单元230之间的热串扰。

[0099] 在一个具体应用中，反射片250的主体由高纯钨构成，使反射片250也可以阻挡衰减伽马射线，进而保护位置编码单元230的电子元器件，并降低整个放射性射线对周围环境的污染。反射片250靠近位置编码单元230的一侧可以是高光洁度的金属面，也可以是铝箔制成的反射面，以实现热辐射(红外辐射)的隔绝。

[0100] 实施例二

[0101] 本申请还公开了一种探测器模块的外壳100，本实施例中的外壳100的结构和作用于实施例一中的外壳100的结构和作用相同，其作用不予赘述。

[0102] 所述外壳100包括：下壳体110、盖板120和多个限位片130；

[0103] 所述下壳体110设置有容纳腔，所述容纳腔的顶部设置有开口，所述容纳腔用于容纳功能模块200并限制所述功能模块200沿所述容纳腔径向方向的移动距离；所述容纳腔的侧壁上设置有多个供限位片130穿过的限位孔111；

[0104] 所述盖板120内嵌于所述下壳体110的开口中，所述盖板120的侧边设置有和所述限位孔111相对应的限位槽121；

[0105] 每个所述限位片130设置于其中一个所述限位孔111及其对应的所述限位槽121内，用于限制所述功能模块200沿所述容纳腔轴向方向的移动距离。

[0106] 在一些可选的实施方式中，所述盖板120包括多个螺钉122及供所述螺钉122穿过的螺纹通孔123，每个所述螺纹通孔123穿过一个所述限位槽121以使每个所述螺钉122锁紧对应的所述限位槽121内的限位片130。

[0107] 在一些可选的实施方式中，每个所述限位片130上设置1个限位片130通孔，以使每个所述螺钉122依次穿过所述螺纹通孔123和所述限位片130通孔。

[0108] 在一些可选的实施方式中，所述外壳100是长方体，所述下壳体110的4个侧面上分别设置2个所述限位孔111。

[0109] 在一些可选的实施方式中，所述外壳100还包括不少于2个导向销140，每个所述导向销140分别设置在所述盖板120远离所述下壳体110的端面上，所述导向销140用于实现所述探测器模块在散热背板上的定位。

[0110] 在一些可选的实施方式中，所述盖板120是由导热材质制备而成的。

[0111] 在一些可选的实施方式中，所述容纳腔的内壁是由碳纤维或者黑色高分子材料材质制备而成的。

[0112] 实施例三

[0113] 本申请还公开了一种探测器阵列，包括：

[0114] 实施例二中的任一项所述的探测器模块，每个探测器模块的外壳100包括不少于2个导向销140；

[0115] 散热背板，所述散热背板设有多个定位孔，所述定位孔用于容置每个探测器模块的导向销140并定位每个所述探测器模块；

[0116] 其中，多个所述探测器模块以阵列或矩阵的方式排列。

[0117] 由此，上述探测器阵列中的探测器模块排列更紧密，进而提升了探测器的灵敏度。

[0118] 本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“对应于”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。

[0119] 本申请从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本申请以上的说明书及说明书附图，仅为本申请的较佳实施例而已，并非以此局限本申请，因此，凡一切与本申请构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本申请专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本申请的专利申请保护的范围之内。