CN102565101B - 用于射线照相装置的坚固包壳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于射线照相装置的坚固包壳。在一个实施例中，提供了一种便携式X射线检测器组件，其包括检测器阵列和用于检测器阵列的壳体。该壳体提供为多层结构，在其中至少一层改善或提高对于壳体其它层的结构完整性。在一些实施例中，结构完整性层还作用为减小或消除电磁干扰，否则其可能会影响检测器或检测器附近的其它电子装置。

Description

用于射线照相装置的坚固包壳

技术领域

本发明涉及数字成像系统，并且具体涉及此类系统的数字X射线检测器的包壳(enclosure)。

背景技术

大量的各种设计的辐射成像系统是公知的，且目前在用。这些系统通常基于生成朝向所关注主体的X射线。X射线横穿主体并冲击膜或数字检测器。在医学诊断背景下，例如，这些系统可用于显现内部组织和诊断患者疾病。在其它背景下，物件、行李、包裹及其它主体可成像以评估其内含物以及用于其它目的。

越来越多的是，这些X射线系统使用数字电路(如固态检测器)来检测X射线，该X射线由主体的介入结构而衰减、散射或吸收。固态检测器可产生表示所接收X射线强度的电信号。继而这些信号可经采集和处理以重建所关注主体的图像。

随着数字X射线成像系统已变得日益普遍，数字X射线检测器变得更为便携而甚至有更大的通用性。随着便携式数字X射线检测器的出现，对于较轻、较薄、较小的检测器而言需要保持相同的成像器尺寸但改善检测器的人机工程学和耐用性。另外，还需要保护便携式检测器内的易碎检测器组件。改善检测器组件设计需要使检测器组件更为坚固且更易于保养，同时降低组装检测器的成本。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种便携式X射线检测器组件，其包括检测器阵列和收容该检测器阵列的壳体。壳体包括第一层和第二层。壳体的第一层包括聚合物。壳体的第二层在第一层破裂的情况下保持第一层的结构完整性。

根据另一实施例，提供了一种制造便携式X射线检测器组件的方法。该方法包括制作壳体和将检测器阵列定位在壳体内。壳体包括第一层和第二层。壳体的第一层包括聚合物。第二层在第一层破裂的情况下保持第一层的结构完整性。

根据又一实施例，提供了一种用于便携式X射线检测器的壳体构件，且该构件包括包含聚合物的第一层，以及形成在第一层上或第一层中的第二层。第二层在第一层破裂的情况下保持第一层的结构完整性。

附图说明

当参照附图来阅读如下详细描述时，本发明的这些及其它特征、方面和优点将变得更容易理解，所有附图中相似的标号表示相似的零件，在附图中：

图1为根据本公开内容的一个或多个实施例的数字X射线成像系统的概视图；

图2为根据一个实施例的图1中的数字X射线成像系统的实现方式的透视图；

图3为根据本公开内容的方面的图2中的数字检测器的透视图；

图4为根据一个实施例的如图3中所示的便携式数字X射线检测器的分解透视图；

图5为根据一个实施例的在图3中的数字检测器壳体构造中使用的两层材料的截面视图；

图6为根据一个实施例的在图3中的数字检测器壳体构造中使用的三层材料的截面视图；

图7为根据一个实施例的图5中的两层壳体的视图；

图8为根据一个实施例的图5中的两层壳体的其中一层破裂的视图；

图9为根据另一实施例的图5中的两层壳体的视图；

图10为根据另一实施例的图5中的两层壳体的其中一层破裂的视图；

图11为根据一个实施例的图6中的三层壳体的视图；以及

图12为根据一个实施例的图6中的三层壳体的其中两层破裂的视图。

具体实施方式

下文将描述本发明的一个或多个特定实施例。为了提供对这些实施例的简要描述，在说明书中可不描述实际实现方式的所有特征。应当认识到，在任何这些实际实现方式的开发中，如任何工程或设计项目中一样，必须作出对许多特定实现方式的决定以实现开发者的特定目标，如遵循关于系统和有关商业的约束，这可从一个实现方式到另一个实现方式而变化。此外，应当认识到，此种开发工作可能很复杂和耗时，但对于受益于本公开内容的普通技术人员来说，仍为设计、制作和生产的常规事项。

在介绍本发明各种实施例的元件时，用词″一个″、″一种″、″该″和″所述″意在表示存在元件中的一个或多个。用语″包括″、″包含″和″具有″旨在为包括性的，且意为可存在除所列元件之外的附加元件。此外，尽管用语″示例性″可在文中结合当前公开的技术的方面或实施例的某些实例使用，但应当认识到的是，这些实例在性质上是示范性的，以及用语″示例性″在文中并不用于表示相对于所公开的方面或实施例的任何偏好或要求。此外，用语″顶部″、″底部″、″上方″、″下方″、其它位置用语以及这些用语的变体的任何使用都是为了方便起见，而并不要求对所述构件的任何具体定向。

如本文所述，便携式数字X射线检测器可用作辐射成像系统的一部分。质轻价廉的材料可用于构造便携式数字X射线检测器以便更易于运输和生产。本文所述的一个实施例可使用塑料包壳来替代金属包壳，使得便携式数字X射线检测器可比其不是这样的话更轻和更为低廉。然而，塑料包壳可能经不起金属包壳所能耐受的相同冲击。例如，如果金属包壳掉落或受到物体撞击，则金属包壳可能凹陷但没有裂纹。相反，经历相同损伤的塑料包壳可能有裂纹或被穿孔。对于便携式X射线检测器包壳的这种破坏可使内部电子装置暴露于外部环境条件，和/或可导致包壳损坏或松脱的部分(例如，碎片)引入包壳中且可能破坏检测器电子装置。

如本文所述，为了改善这种塑料包壳的耐用性，该包壳可由一个或多个附加层来加强，该附加层强化塑料和/或提供结构支承以防止塑料部分的分散。这种提高的坚固性可提供质轻的数字X射线检测器，以及减少可能在用作此类检测器的一部分的塑料包壳上出现的破坏。

考虑前述说明并转到图1，该图图解示出了成像系统10，该成像系统10使用如本文所述的便携式检测器来采集和处理离散的像素图像数据。在所示的实施例中，成像系统10为设计成用以采集原始图像数据和处理该图像数据以便显示这两者的数字X射线系统。在图1中所示的实施例中，成像系统10包括邻近瞄准仪14定位的X射线辐射源12。瞄准仪14容许辐射流16穿入诸如患者18的对象或主体所处的区域中。部分辐射20穿过或围绕主体传送并冲击大体以参考标号22表示的数字X射线检测器。如本领域的技术人员将认识到的那样，检测器22可将入射在其表面上的X射线光子转变成低能光子，且随后转变成电信号，该电信号经采集和处理以重建主体内的特征图像。

辐射源12由供送电力和控制信号两者用于检验程序(sequence)的电源/控制电路24所控制。此外，检测器22可通信地联接到检测器控制器26上，该控制器26命令采集在检测器22中生成的信号。在一个实施例中，检测器22可通过适合的无线通信标准而与检测器控制器26通信，但也可设想到使用通过线缆或一些其它有线连接而与检测器控制器26通信的检测器22。检测器控制器26可执行各种信号处理和过滤功能，例如用于动态范围的初始调整、数字图像数据的交叉存取，等等。

电源/控制电路24和检测器控制器26两者响应于来自系统控制器28的信号。总体而言，系统控制器28命令成像系统10的操作以执行检验协议和处理采集到的图像数据。在本发明背景中，系统控制器28还包括通常基于编程的通用或专用数字计算机的信号处理电路；以及相关的制品，如光存储器装置、磁存储器装置或固态存储器装置，用于储存由计算机的处理器所执行的程序和例行程序以执行各种功能，以及用于储存配置参数和图像数据；接口协议；等等。在一个实施例中，通用或专用计算机系统可设有硬件、电路、固件和/或软件，用于执行归结于如本文所述的电源/控制电路24、检测器控制器26和/或系统控制器28中的一个或多个的功能。

在图1中所示的实施例中，系统控制器28连结到至少一个输出装置上，如以参考标号30表示的显示器或打印机。输出装置可包括标准或专用计算机监视器和相关的处理电路。一个或多个操作员工作站32还可连结到系统中用于输出系统参数、请求检验、观察图像等。一般而言，提供在系统内的显示器、打印机、工作站和类似的装置对于数据采集构件而言可为本地的，或可远离这些构件，例如在机构或医院内的其它地方，或在完全不同的位置，经由一个或多个可配置的网络例如国际互联网、虚拟专用网络等而连结到图像采集系统上。

通过进一步举例，图2中提供了根据一个实施例的成像系统10的透视图。所绘的成像系统10包括高架的管支承臂38，其用于相对于患者18和检测器22定位辐射源12，如X射线管。还应注意的是，除辐射源12之外，成像系统10还可包括上文参照图1所述的任一个或所有的其它构件，例如系统控制器28。

此外，在一个实施例中，成像系统10可结合患者平台44和壁架48中的一个或两个使用以便于图像采集。具体而言，平台44和壁架48可构造成用以收容一个或多个可分离和便携的数字检测器22。例如，数字检测器22可定位在平台44的上表面上，且患者18(或患者18中所关注的组织)可定位在平台44上处于检测器22与辐射源12之间。在一些其它情况中，检测器22可定位在平台44上表面和患者18下方的槽口46中，或辐射源12和检测器22可关于患者18水平地定位以便横过平台成像。此外，壁架48可包括也适于收容数字检测器22的收容结构50，且患者18可位于壁架48附近，以实现经由数字检测器22采集图像数据。

在一个实施例中，成像系统10可为设置在固定X射线成像室中的静止系统，例如在图2中大致绘出且在上文参照图2所述的。然而，将会认识到的是，当前所公开的技术还可结合其它成像系统使用，包括移动式X射线单元和系统。例如，在其它实施例中，移动式X射线单元可移动至患者康复室、急救室、手术室等，以便实现对患者成像而无需将患者运至专门的(也即固定的)X射线成像室。

图3中大体示出了数字检测器22的实施例的一个实例。在所示的实施例中，检测器22可包括包封检测器22的各种构件的壳体58。在一些实施例中，壳体58包括露出固态检测器阵列62的窗口60，在使用期间辐射指向该固态检测器阵列62。如上文所述，在使用中，检测器阵列62可构造成用以接收电磁辐射，例如来自于辐射源12的，且将辐射转变成电信号，该电信号可由成像系统10转译以输出对象或患者18的图像。壳体58可包括便于由技术人员或其它使用者定位和运输检测器22的一个或多个把手64。

如本文所述，壳体58可具有多层构造，其中的一层或多层提供结构稳定性、电磁屏蔽、改善抗破坏性，和/或减小在壳体58受损的情况下对灵敏电子装置造成破坏的可能性。例如，壳体58可具有两层或三层构造，其中的一层作用为在壳体58破裂或破损的情况下保持壳体结构的完整性，使得尽管在壳体58内破裂也不使壳体58内的电子装置露出。例如，结构完整层可作用为在其它层破裂或以其它方式受到破坏的情况下将其它层或多层的部分保持在一起。如本文所述，在一些实施例中，结构完整层可包括插入模制的金属网或金属壳板(plating，如铜、黄铜或铝的网或壳板)。在使用网的实施例中，塑料层和网层可模制或熔合以符合壳体不同部分的曲率，例如存在于把手边缘和/或周围的曲率。

在一个实施例中，操作电力可经由连接器66(例如，插座)提供至数字检测器22，其中，连接器66构造成用以接合可移除的电池或线缆(例如，缆线)。数字检测器22可通过无线收发器而与成像系统10的一个或多个其它构件如系统控制器28通信。此外，数字检测器22还可利用有线连接传输数据，例如通过经由连接器66联接到数字检测器22上的缆线，或经由联接到提供在数字检测器22其它位置的对接连接器的其它线缆。

更进一步，在一个实施例中，数字检测器22可包括存储器装置。其中，存储器装置可储存通过检测器阵列62采集到的图像或X射线衰减数据。此外，在一些实施例中，壳体58可包括各种指示器72，例如发光二极管，其将检测器电力、状态、操作等传输给用户。

图4示出了数字检测器22的分解视图。图4中所示的数字检测器22可包括检测器面板80和前震动吸收结构82。还示出了壳体58把手部分64的一些构件，包括把手顶部84、把手底部86、电力连接器88和电子装置90。操作电力可经由电力连接器88提供给数字检测器22，其中，电力连接器88构造成接合可移除的电池92或线缆(例如，缆线)中的任一个。还示出了检测器面板80插入其中的外壳94，以及覆盖外壳94端部的端盖96。如将认识到的那样，壳体58可包围把手部分64、外壳94和/或端盖96，以及围绕检测器面板80设置和可具有外露表面的本文所述的其它构件中的一些或全部。

数字检测器22的内部电子装置90可易受外部电子装置的电磁干扰(EMI)，且这些外部装置还可受数字检测器22的内部电子装置所生成的电子噪声影响。在一些实施例中，壳体58的一层或多层可形成围绕检测器面板80的所有或部分的导电覆盖物，以便减小或消除此种EMI在数字检测器22或外部构件上的影响。例如，在一些实施例中，包括把手顶部84、把手底部86、电力连接器88和/或电子装置90中的一个或多个的把手组件64可覆盖外壳94的上开口端并形成壳体58的第一传导性端盖95。在一个这样的实施例中，第二传导性端盖96可覆盖外壳94的下开口端。在传导性端盖为壳体58的部分的实施例中，它们可由多层形成，其中的至少一层为传导性的，例如具有铜、镍和/或其它传导性金属，且其提供对EMI的减少或消除。

考虑前述说明，图5示出了根据一个实施例的便携式数字X射线检测器22的壳体58的截面视图。如将认识到的那样，用语“壳体”58在这里广义地使用以包括许多前述非检测器面板构件，例如把手64、把手顶部84、把手底部86、端盖95、外壳94和/或端盖96。参看图5，壳体58的外表面106为通常与数字检测器22的用户和数字检测器22外的其它对象相接触的壳体58表面。相反，内表面108为壳体58向内面向的结构，其通常与外表面106相反和/或通常暴露于外部环境。

在所绘的实施例中，壳体58具有第一层110和第二层112，其中第一层110形成壳体58的外表面106，而第二层112形成内表面108且向第一层110提供结构完整性。如下文所述，其它实施例可具有两层以上，例如经组合以产生壳体58的三层、四层或五层。尽管第一层110描绘为比第二层112更厚，但在其它实施例中，第二层112可具有大于第一层110的厚度，或这些层可为大致相等的厚度。

在一个实施例中，第一层110可使用聚碳酸酯、聚对苯二甲酸亚丙基酯(PPT)，或任何合适的热塑性或热固性树脂而形成。在一个实施例中，例如，第一层110可由化学上有抵抗力的生物相容塑料构成。在其它实施例中，第一层110可由任何适合的聚合物、橡胶或其它适合的材料构成。在第一层110使用适合的热塑性或热固性树脂而形成的一个实施例中，第一层110形成为大约三毫米厚。在其它实施例中，在使用这些成分形成时，第一层110的厚度可为两毫米、四毫米或五毫米。

第二层112可以不同的方式形成或提供，且可具有不同的成分和/或厚度。例如，在一个实施例中，第二层112由邻接层或间断层的镍构成，且具有以埃为单位测量的厚度。在其它实施例中，第二层可使用铝、银、金或铜或诸如黄铜的金属合金形成，且可作为邻接层或间断层沉积。在其它实施例中，替代沉积的材料层，第二层112可提供为可与第一层110分离或模制(如插入模制)到第一层110上的壳板或网(如金属板或网)。一般而言，第二层112可由多种适合的材料构成，如金属、橡胶、聚合物、网结构、带或其它适合的材料，其提供所期望的结构支承和/或完整性，且还可提供一定程度的电磁屏蔽。

第二层112可以多种方式结合或邻近第一层110形成。例如，在一种实现方式中，第二层112使用适合的沉积技术如溅射、化学气相沉积或物理气相沉积而沉积在第一层110上。在其它实施例中，第二层112可胶合或粘合到第一层110上。在另一实施例中，第二层112可熔合在第一层110上或第一层110中，或可插入模制到第一层110中。

在第二层112不是金属或金属合金的实施例中，第二层112可提供为共形的橡胶涂层。例如，第一层110可为模制的硬塑料，其形成壳体58向外面向的部分。在此种实施例中，第二层112可为模制在硬塑料第一层上的顺应性橡胶。此外，在此种实施例中，壳体58的相应部分可使用适合的共同模制技术形成。在第二层112不是金属或金属合金的其它实施例中，第二层112可提供为带或其它粘合材料的层，其提供所期望的结构支承和完整性特性。

在一个实施例中，第二层112在第一层110破裂或破损的情况下向第一层110提供结构完整性。例如，第二层112可支承第一层110的材料或将第一层110的材料保持在一起，以便在数字检测器22掉落或对象掉落在数字检测器22上且第一层110开裂或以其它方式破裂的情况下，减小或最大限度地减小对数字检测器22的破坏。同样，第二层112可在第一层110破裂或开裂的情况下，防止第一层110的部分接触或破坏数字检测器22的电子构件。

图6示出了壳体58的实施例的截面视图，该壳体58具有三层，也即第一层110、第二层112和第三层114。与图5相同，第一层描绘为形成外表面106，而第二层112描绘为形成内表面108。然而，在所绘的实施例中，第三层114提供在第一层110与第二层112的中间。

在一个实施例中，第二层112和第三层114两者均可为金属的溅射层和/或沉积层。例如，面向内的第二层112可为使用物理或化学气相沉积而形成的数埃厚的镍层(或其它抗腐蚀金属)。在此种实施例中，中间的第三层114可为也使用物理或化学气相沉积而形成在第一层110上的铜层，其可为壳体58的硬塑料模制部分，例如适合的热塑性或热固性树脂部分。在其它实施例中，铜和镍的相应的层可互换，使得铜用于形成面向内的第二层112，而镍用于形成中间的第三层114。如将认识到的那样，其它金属、金属合金和/或沉积或布置技术可用于形成相应的层。同样，如参照图5所述，金属网或板可用于形成第二层112和/或第三层114中的一个或两者，如本文所述，以便提供所期望的结构支承和完整性和/或提供一定程度的电磁屏蔽。此外，在一些实施例中，形成壳体58内表面的第二层可为如第一层110那样的热塑性材料或树脂。在此种实施例中，中间的第三层可为插入层或插入模制层，如金属板或金属网层，从而对任一侧上的聚合物成分增加结构稳定性。

为了展示壳体58的第二层112和/或第三层114可如何提供结构支承，图7至图12示出了各种实施例，且示出了壳体58的不同层可如何保持壳体58其它层的结构完整性。如在这些实例中所示，即使在壳体58(例如，外层110)的层中出现裂缝或破裂时，层的破裂部分可由一个或多个其它的层(例如，内层112和/或中间层114)保持就位。以此方式，数字检测器22的电子装置即使在壳体58受损时也不会露出。同样，受损层的任何松脱部分保持就位且不会在壳体58内松脱，在松脱情况下它们可能破坏数字检测器22的电子装置。

通过举例的方式且现在转到图7和图8，示出了根据一个实施例的如图5中所绘的两层壳体58的视图。壳体58包括外表面106、内表面108、第一层110和第二层112。第一层110可由聚合物成分构成。第二层112可由网结构、板或壳板结构或沉积金属或金属合金层构成。这些图示出了第二层112可如何构造以在第一层110破裂的情况下保持第一层110的完整性。具体而言，如图8中所示，第一层110中的破裂118可归因于所施加的力116冲击外表面106而造成。如图所示，所施加的力可导致第一层110(例如，硬塑料层)中的破裂118，但不会导致第二层112中的对应破裂(例如，金属网、板或沉积层)。因此，即使出现破裂118，第二层112也提供结构完整性以在暂时可用状态下保持破裂的第一层110，而不会暴露或破坏可能位于内表面108附近的电子设备。

同样，图9和图10示出了两层壳体的不同实施例的视图。在该所绘的实施例中，第二层112由橡胶或其它顺应性材料构成。如前文所述，在一个实施例中，橡胶层模制在第一层上，或与第一层共同模制在一起。如前述实例那样，第二层112(例如，橡胶)在第一层110中破裂118的情况下保持第一层110的结构完整性，使得检测器22的内部电子装置不会破坏或露出。

最后，图11和图12示出了由三层形成的壳体58的视图，也即面向外的第一层110、面向内的第二层112以及中间的第三层114。对于该实例的目的，第一层110和第二层112两者都描绘为易受破坏(例如归因于由聚合物成分所形成)，而中间的第三层114则提供对于外层和内层的结构支承。在其它实施例(未绘出)中，第二层112和第三层114两者都由金属成分(例如，铜的第三层和镍的第四层)形成，该金属成分提供为网、壳板或沉积层，且因此将不会易于受到破坏而同时向第一层110提供结构完整性。

如图12中所绘，在壳体58的两层中的破裂118可因所施加的力冲击外表面106而引起，从而导致破裂118出现在第一层110和第二层112中。即使出现破裂118，第三层114也提供结构完整性以在暂时可用状态下保持破裂的第一层110和破裂的第二层112，而不会导致对于可能定位在内表面108附近的电子设备的较大问题。

本书面说明使用了包括最佳模式的实例来公开本发明，且还使本领域的技术人员能够实施本发明，包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域的技术人员所构思出的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无实质差异的同等结构元件，则认为这些实例处在权利要求的范围之内。

Claims (20)

1.一种便携式X射线检测器组件，包括：

检测器阵列；

构造成用以收容所述检测器阵列的壳体，所述壳体至少包括第一层和第二层，其中所述第一层包括聚合物，以及所述第二层在所述第一层破裂的情况下保持所述第一层的结构完整性。

2.根据权利要求1所述的检测器组件，其特征在于，所述第二层包括橡胶。

3.根据权利要求1所述的检测器组件，其特征在于，所述第二层包括网结构。

4.根据权利要求1所述的检测器组件，其特征在于，所述检测器组件还包括包含聚合物的第三层，其中所述第二层在所述第三层破裂的情况下保持所述第三层的结构完整性。

5.根据权利要求1所述的检测器组件，其特征在于，所述第二层包括金属或金属合金。

6.根据权利要求1所述的检测器组件，其特征在于，所述检测器组件还包括包含镍的第三层，其中所述第二层包括铜且连接到所述第三层上。

7.根据权利要求1所述的检测器组件，其特征在于，所述第二层保护所述检测器阵列免受电磁干扰。

8.根据权利要求1所述的检测器组件，其特征在于，所述第二层通过溅射、化学气相沉积或物理气相沉积中的一种或多种而形成。

9.一种制造便携式X射线检测器组件的方法，包括：

制作至少包括第一层和第二层的壳体，其中所述第一层包括聚合物，以及所述第二层在所述第一层破裂的情况下保持所述第一层的结构完整性；以及

将检测器阵列定位在所述壳体内。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二层包括金属或金属合金。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，制作所述壳体包括将所述第二层气相沉积在所述第一层上。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，制作所述壳体包括形成包含所述聚合物的第三层，其中所述第二层分开所述第一层和所述第三层且通过插入模制网结构来形成。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，制作所述壳体包括形成第三层，其中所述第二层和所述第三层由不同的金属形成。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第二层包括铜，以及所述第三层包括镍。

15.一种用于便携式X射线检测器的壳体构件，包括：

包括聚合物的第一层；以及

形成在所述第一层上或所述第一层中的第二层，其中所述第二层在所述第一层破裂的情况下保持所述第一层的结构完整性。

16.根据权利要求15所述的壳体构件，其特征在于，所述第二层包括网结构。

17.根据权利要求16所述的壳体构件，其特征在于，所述网结构包括金属网结构。

18.根据权利要求15所述的壳体构件，其特征在于，所述第二层包括金属或金属合金。

19.根据权利要求15所述的壳体构件，其特征在于，所述壳体构件还包括第三层，其中所述第二层和所述第三层中的一个包括镍，以及所述第二层和所述第三层中的另一个包括铜。

20.根据权利要求15所述的壳体构件，其特征在于，所述第二层保护所述检测器阵列免受电磁干扰。