CN102949200A - 准直器及其制造方法及专用于制造该准直器的模具组合 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种准直器及其制造方法及专用于制造该准直器的模具组合，该准直器包括相对设置的第一表面及第二表面，及设置于该第一表面与第二表面之间的若干直通道。该若干直通道在该第一表面形成出射孔及在该第二表面形成入射孔。每相邻两个出射孔之间的距离均相等，每相邻两个出射孔之间的距离均相等，且每两个相邻入射孔之间的距离小于每两个相邻出射孔之间的距离。本发明还涉及该准直器的制造方法及专用于制造该准直器的模具组合。

Description

准直器及其制造方法及专用于制造该准直器的模具组合

技术领域

本发明涉及一种计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)仪器，特别涉及一种用于CT仪器上的准直器及其制造方法及专用于制造该准直器的模具组合。

背景技术

一般来说，在应用CT仪器时，X射线发射源发出扇形的X射线至一待测目标上，例如一名患者或一件行李箱等。X射线经过该待测目标后会发生衰减，衰减后的X射线将被若干探测器(通常称为CT detectors)所接收，而该若干探测器所接收到的X射线的强度则由该待测目标对X射线的衰减程度所决定。每一个探测器将根据各自接收的X射线的强度对应产生一个单独的电信号，该电信号将被传输至一数据处理单元进行分析以得出对应该待测目标的成像。

通常，该X射线发射源与该若干探测器相对安装在一可旋转桶状架台上，待测目标可放置在该架台中空的成像区域内以接收旋转的X射线发射源的照射。该X射线发射源以点光源的形式朝该若干探测器的方向发射呈扇形的X射线，每一探测器均安装有一个准直器(collimator)用以对接收到的X射线进行调整，以得到更理想的X射线数据进行后续分析。

目前，二维准直器已被广泛应用于CT仪器中，传统制造二维准直器的方法通常包括平版印刷技术(lithograph technology)方法和激光烧结技术(lasersintering technology)方法，但该两种方法的制造成本均很高且效率较低。

所以，需要提供一种新的CT准直器的制造方法来解决上述问题。

发明内容

现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。

本发明的一个方面在于提供一种准直器。该准直器包括：

相对设置的第一表面及第二表面；及

设置于该第一表面与第二表面之间的若干直通道，该若干直通道在该第一表面形成出射孔，在该第二表面形成入射孔，每两个相邻出射孔之间的距离均相等，每两个相邻出射孔之间的距离均相等，且每两个相邻入射孔之间的距离小于每两个相邻出射孔之间的距离。

本发明的另一个方面在于提供一种专用于制造所述准直器的模具组合。该模具组合包括一模具容器及若干插杆，该模具容器包括相对设置的第一面板及第二面板，该第一面板对应该准直器的出射孔开设有若干第一通孔，该第二面板对应该准直器的入射孔开设有若干第二通孔，每一插杆可分别插入一第一通孔及一对应的第二通孔。

本发明的另一个方面在于提供一种应用所述模具组合制造准直器的方法。该方法包括：

将每一插杆分别插入该模具容器的一第一通孔及对应的第二通孔中；

将用于制造该准直器的浆体填充至该模具容器内并使该浆体固化；及

将该若干插杆从该模具容器上取出。

通过应用本发明所述模具组合及方法制造所述准直器，仅需要非常简单的三个步骤即可实现，相较于现有的平版印刷技术方法和激光烧结技术方法方便很多，可有效降低制造周期及成本。另外，由于通过模具形式制造，故通过此方法制造出来的准直器中直通道的内壁非常光滑，如此可提高对X射线调整的精度控制。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一种应用本发明准直器的CT仪器在检测患者时的示意图。

图2为本发明准直器的较佳实施方式的立体示意图。

图3为图2准直器的正面示意图。

图4为图3准直器的正面示意图。

图5为图2准直器沿剖面线A-A的剖面示意图。

图6为图1中准直器与X射线发射源之间的几何关系示意图。

图7为本发明准直器的模具组合中模具容器的较佳实施方式的立体示意图。

图8为本发明准直器的模具组合的较佳实施方式的立体示意图。

图9为图8模具组合填充浆体后的示意图。

图10为图8模具组合的插杆被拔出后的示意图。

图11为本发明准直器的制造方法的较佳实施方式的流程图。

图12及图13为本发明准直器的另外两个较佳实施方式的立体示意图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。

请参考图1，为应用本发明准直器20的CT仪器10在检测患者30时的示意图，该CT仪器10通常包括一可旋转桶状架台12及设置在该架台12中空成像区域14中用于放置患者30的支撑台15。该架台12包括一个X射线发射源16及设于该X射线发射源16对面的探测器阵列18。该X射线发射源16朝该探测器阵列18的方向发射一扇形的X射线162。该探测器阵列18对应该扇形的X射线162设置为弧形阵列以接收X射线162。该探测器阵列18由若干独立的探测器组成，以分别感应经患者30衰减后的X射线。每一探测器由安装有一对应的准直器20，以在探测器接收X射线之前先将X射线调整至较佳的接收状态，进而提高成像品质。

请参考图2，本发明准直器20的较佳实施方式为一矩形的蜂巢框架结构。该准直器20包括一第一表面22(X射线出射面)、与该第一表面22相对的一第二表面24(X射线入射面)、及以二维阵列形势垂直排列在该第一表面22及第二表面24之间的若干直通道23，该若干直通道23形成蜂巢框架。在图2中的实施方式中，该若干直通道23的数量为8*8＝64个，这里是为了清晰的示意出该准直器20的结构而选取较少数量的实施方式加以说明，实际上，该准直器20的数量可根据该探测器阵列18上探测器的具体数量来确定，例如还可以等于36*12＝432个或者等于256*16＝4096个。

请继续参考图2，每一个直通道23的截面为正方形。这也仅仅是为了方便说明所举的一个例子，在其他实施方式中，该直通道23的截面也可以设计成其他形状，例如圆形通道500(参见图12)或者正六边形通道600(参见图13)等。该若干直通道23的尺寸相同，例如当每个直通道23的截面为正方形时，其边长S1＝0.9mm。

请共同参考图3及图4，为方便描述与理解，该若干直通道23在位于第一表面22的位置处被定义为出射孔232，而在位于第二表面24的位置处被定义为入射孔234。每两个相邻的出射孔232之间的距离D1均相同，每两个相邻的入射孔234之间的距离D2均相同。并且，该距离D1大于距离D2。

请共同参考图5及图6，该若干直通道23的延长线235汇聚至一聚焦点160，该聚焦点160刚好与该X射线发射源16的发射点重合。由于每一准直器20的第一表面22贴附于对应的一个探测器上，故每两个相邻的出射孔232之间的距离D1与每个直通道23的边长S1之和等于每个探测器的尺寸(pitchsize)，例如D1+S1＝1.0915mm，若S1＝0.9mm，则D1＝1.0915-0.9＝0.1915mm。又根据几何理论(参见图6)，每两个相邻的入射孔234之间的距离D2可由以下公式计算得出：(D2+S1)/(D1+S1)＝(L2-L1)/L2。其中，L2为该聚焦点160至该准直器20的第一表面22(即该探测器阵列18)的距离，L1为该准直器20的第一表面22至第二表面24的距离。例如：L2＝1097.6mm，L1＝25mm，S1＝0.9mm，D1＝0.1915mm，则根据上述公式可得出D2＝0.1667mm。上述所举的例子仅仅是为了方便说明而给出的一个示例，具体尺寸可根据实际应用的产品加以调整。正是由于该若干直通道23聚焦至该X射线发射源16的发射点，故可使该准直器20实现对X射线进行调整的功能。

请共同参考图7及图8，为制造该准直器20的模具组合40的较佳实施方式的示意图。该模具组合40包括一模具容器200及若干插杆300。该模具容器200的收容空间形状由该准直器20的形状所决定，例如当该准直器20的形状为矩形时，该模具容器200的收容空间的形状也为矩形，且尺寸也与该准直器20的尺寸相当。根据图2所示的准直器20，该模具容器200包括对应该准直器20第一表面22的第一面板220、对应该准直器20第二表面24的第二面板240、两侧面板250及一底板260。

该第一面板220、第二面板240、两侧面板250及底板260围成该模具容器200，该第一面板220与第二面板240相对，两侧面板250相对，该底板260连接该第一面板220、第二面板240及两侧面板250的底边。该第一面板220、第二面板240、两侧面板250及底板260可一体成型设计，也可分别设计后再组合在一起。该第一面板220对应该准直器20的出射孔232开设有若干第一通孔222，该第二面板240对应该准直器20的入射孔234开设有若干第二通孔242。该第一通孔222与第二通孔242的尺寸等于该直通道23的尺寸S1。该第一通孔222与该第二通孔242的数量等于该直通道23的数量。

每两个相邻第一通孔222之间的距离等于每两个相邻出射孔232之间的距离D1。每两个相邻第二通孔242之间的距离等于每两个相邻入射孔234之间的距离D2。换句话说，该若干第一通孔222组成的阵列的中心点与该若干第二通孔242组成的阵列的中心点的连线与该第一面板220及第二面板240垂直。其他实施方式中，该第一通孔222及第二通孔242的形状也可根据所制造的准直器20的直通道23的形状加以调整，例如圆形、正六边形等。

该插杆300的数量等于该第一通孔222的数量。每一插杆300的尺寸等于每一通孔222的尺寸。在一实施方式中，该模具容器200的材料可选择不锈钢、铝合金或其他适合的金属或非金属材料。该插杆300的材料可选择铜、不锈钢、塑料、玻璃纤维或其他适合的金属或非金属材料。

请结合图8至图10参考图11，图11为制造该准直器20的方法的较佳实施方式的流程图，图8至图10为分别对应图11中步骤S1-S3的示意图。在步骤S1中(图8)，该若干插杆300分别插入该模具容器200的第一通孔222及对应的第二通孔242中，如此，该模具容器200内除插杆300以外的收容空间刚好为该准直器20所具有的结构。

在步骤S2中(图9)，将用于制造该准直器20的浆体填充至该模具容器200内，直到填充的浆体达到准直器20的形状大小。随后即可将该浆体进行固化，由于浆体固化的过程为现有常用的技术，故此处不再详细说明。在非限定的实施方式中，该浆体的材料可以选择为具有钨或钼的基础材料再添加一些低熔点的粘结剂等辅助材料，该粘结剂可以选择为环氧树脂或腊等材料，该基础材料与辅助材料的体积混合比可以选择0.3至0.8。

在步骤S3中(图10)，当浆体固化后，将该若干插杆300从该模具容器200上取出。在图11给出的一种实施方式中，该若干插杆300是通过腐蚀溶液腐蚀掉的，例如通过硝酸溶液。在其他实施方式中，该若干插杆300也可以通过直接拔出来的方式取出，例如事先在插杆300上涂抹一层腊，拔之前将腊层先融化掉即可较容易的拔出插杆300。

经过上述三个步骤后，一个准直器20即被制作完成了，从该模具容器200内取出即可使用，根据上述方法使用该模具组合40再分别制作所需数量的准直器20即可。由上可知，应用该模组组合40及该制造方法制造该准直器20相较于现有的平版印刷技术方法和激光烧结技术方法方便很多，可有效降低制造周期及成本。另外，由于通过模具形式制造，通过此方法制造出来的准直器20中直通道23的内壁非常光滑，如此可至少提高对X射线调整的精度控制。

在其他实施方式中，该准直器20也可应用于其他任何适用的场合，并不局限于应用于CT仪器中，例如在机场安检装置中对行李箱进行扫描的仪器中也可使用该准直器20进行X射线的校准。

虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (10)

1.一种准直器，其特征在于，该准直器包括：

相对设置的第一表面及第二表面；及

设置于该第一表面与第二表面之间的若干直通道，该若干直通道在该第一表面形成出射孔，在该第二表面形成入射孔，每两个相邻出射孔之间的距离均相等，每两个相邻出射孔之间的距离均相等，且每两个相邻入射孔之间的距离小于每两个相邻出射孔之间的距离。

2.如权利要求1所述的准直器，其中该若干直通道的延长线汇聚至一聚焦点。

3.如权利要求1所述的准直器，其中该直通道截面的形状为正方形、圆形或正六边形。

4.一种专用于制造如权利要求1所述准直器的模具组合，其特征在，该模具组合包括一模具容器及若干插杆，该模具容器包括相对设置的第一面板及第二面板，该第一面板对应该准直器的出射孔开设有若干第一通孔，该第二面板对应该准直器的入射孔开设有若干第二通孔，每一插杆可分别插入一第一通孔及一对应的第二通孔。

5.如权利要求4所述的模具组合，其中该模具容器的材料为不锈钢或铝合金。

6.如权利要求4所述的模具组合，其中该插杆的材料为铜、不锈钢、塑料或玻璃纤维。

7.一种应用如权利要求4所述模具组合制造准直器的方法，其特征在于：该方法包括：

将每一插杆分别插入该模具容器的一第一通孔及对应的第二通孔中；

将用于制造该准直器的浆体填充至该模具容器内并使该浆体固化；及

将该若干插杆从该模具容器上取出。

8.如权利要求7所述的方法，其中该浆体的材料包括具有钨或钼的基础材料及具有环氧树脂或腊的辅助材料。

9.如权利要求7所述的方法，其中将该若干插杆从该模具容器上取出的步骤为通过腐蚀方式将该若干插杆腐蚀掉。

10.如权利要求7所述的方法，其中将该若干插杆从该模具容器上取出的步骤为插入插杆之前在插杆上涂抹一层腊，拔出插杆前将腊层融化掉后再拔插杆。

Images