CN103654825B - 辐射检测设备和辐射成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明高度准确地将检测元件和准直仪板互相对准。各具有多个准直仪板的每个准直仪模块构成为具有一对沿辐射的照射方向延伸的定位销。在一对轨道中形成装入定位销的一端的凹孔或凹槽。各具有多个检测元件的每个检测器模块构成为具有装入定位销的另一端的凹孔或通孔。也就是说，相对框架定位准直仪模块和检测器模块使用定位销进行，在每个准直仪模块中提供所谓相同的标准。
Description
技术领域
本发明涉及辐射检测设备和辐射成像设备，具体来说，涉及准直仪与检测器之间的对准技术。
背景技术
X射线CT(Computed Tomography：计算机断层扫描)设备配备有X射线源和X射线检测设备。X射线检测设备配备有包含多个检测元件的检测器，以及包含多个准直仪板的用于消除散射辐射的准直仪。
为了改善X射线入射效率和每个检测元件的检测特性，需要高度准确地将检测元件与准直仪板互相对准。
另一方面，在此前一直采用一种将准直仪板插入附连到轨道的梳状准直仪板保持部件的缝隙中以进行其定位并将检测器模块通过销定位到在轨道中形成的其它槽中的方法(参阅例如日本专利公开No. 2002-328175，图3、图4、图7等)。
发明内容
在上述方法中，分别提供了用于定位每个准直仪板的参照和用于定位每个检测元件的参照。因此，在其定位上积累的容差，以及检测元件与准直仪板之间的位移可能产生，从而导致对其对准精度提升的限制。
鉴于以上所述，需要一种能够更准确地将检测元件与准直仪板互相对对准的技术。
本发明的第一方面提供一种辐射检测设备，包括：
在通道方向延伸的一对轨道；
在通道方向的轨道对中提供的多个准直仪模块，并且其中每个具有在通道方向排列的多个准直仪板；以及
在通道方向的准直仪模块的辐射出射侧上提供的多个检测器模块，并且其中每个具有在通道方向排列的多个检测元件，
其中，每个准直仪模块具有一对沿辐射的照射方向延伸的定位销（alignmentpin），
其中，所述轨道在所述每个准直仪模块的每个放置表面上形成有装入定位销的一端的凹孔或凹槽，以及
其中，每个检测器模块具有装入定位销的另一端的凹孔或通孔。
本发明的第二方面提供根据第一方面的辐射检测设备，其中装入定位销的一端的凹孔或凹槽通过在形成轨道的构件挖钻而形成。
本发明的第三方面提供根据第一或第二方面的辐射检测设备，其中每个准直仪模块用螺丝以其中定位销的一端装入轨道的凹孔或凹槽中的状态固定于轨道。
本发明的第四方面提供根据第一到第三方面中的任一方面的辐射检测设备，其中每个检测器模块用螺丝以其中定位销的另一端装入每个检测器模块的凹孔或通孔中的状态固定于轨道。
本发明的第五方面提供根据第一到第四方面中的任一方面的辐射检测设备，其中定位销在位于每个准直仪模块的通道方向的中心附近的位置提供，并在通道方向从中心移位。
本发明的第六方面提供根据第一到第五方面中的任一方面的辐射检测设备，其中每个准直仪模块具有支撑准直仪板的一对挡块，而准直仪板在切片方向置于其间，以及
其中，定位销在挡块对中提供。
本发明的第七方面提供根据第六方面的辐射检测设备，其中定位销压装入并固定于挡块对中形成的通孔。
本发明的第八方面提供根据第一到第七方面中的任一方面的辐射检测设备，其中轨道具有在切片方向互相对置的平面，以及
其中，凹槽通过在放置表面和平面中挖钻而形成。
本发明的第九方面提供根据第一到第七方面中的任一方面的辐射检测设备，其中每个检测器模块具有支撑检测元件的支撑体，以及用于处理从检测元件输出的信号的信号处理单元，以及
其中，每个检测器模块的凹孔和通孔在支撑体中形成。
本发明的第十方面提供一种包含辐射检测设备的辐射成像设备，包括：
在通道方向延伸的一对轨道；
在通道方向的轨道对中提供的多个准直仪模块，并且其中每个具有在通道方向排列的多个准直仪板；以及
在通道方向的准直仪模块的辐射出射侧上提供的多个检测器模块，并且其中每个具有在通道方向排列的多个检测元件；
其中，每个准直仪模块具有一对沿辐射的照射方向延伸的定位销；
其中，所述轨道在所述每个准直仪模块的每个放置表面上形成有装入定位销的一端的凹孔或凹槽；以及
其中，每个检测器模块具有装入定位销的另一端的凹孔或通孔。
本发明的第十一方面提供第十方面中所述的辐射成像设备，其中装入定位销的一端的凹孔或凹槽通过在形成轨道的构件挖钻而形成。
本发明的第十二方面提供根据第十一方面的辐射成像设备，其中每个准直仪模块用螺丝以其中定位销的一端装入轨道的凹孔或凹槽中的状态固定于轨道。
本发明的第十三方面提供根据第九或第十二方面的辐射成像设备，其中每个检测器模块用螺丝以其中定位销的另一端装入每个检测器模块的凹孔或通孔中的状态固定于轨道。
本发明的第十四方面提供根据第十到第十三方面中的任一方面的辐射成像设备，其中定位销在位于每个准直仪模块的通道方向的中心附近的位置提供，并在通道方向从中心移位。
本发明的第十五方面提供根据第十到第十四方面中的任一方面的辐射成像设备，其中每个准直仪模块具有支撑准直仪板的一对挡块，而准直仪板在切片方向置于其间，以及
其中，定位销在挡块对中提供。
本发明的第十六方面提供根据第十五方面的辐射成像设备，其中定位销压装入并固定于挡块对中形成的通孔。
本发明的第十七方面提供根据第十到第十六方面中的任一方面的辐射成像设备，其中轨道具有在切片方向互相对置的平面，以及
其中，凹槽通过在放置表面和平面中挖钻而形成。
本发明的第十八方面提供根据第十到第十七方面中的任一方面的辐射成像设备，其中每个检测器模块具有支撑检测元件的支撑体，以及用于处理从检测元件输出的信号的信号处理单元，以及
其中，每个检测器模块的凹孔和通孔在支撑体中形成。
本发明的第十九方面提供根据第十到第十八方面中的任一方面的辐射成像设备，其进行辐射层析成像。
根据本发明的上述方面，由于互相对应的准直仪模块和检测器模块在相同定位销的基础上定位，可防止其定位容差的积累，并且检测元件和准直仪板可更准确地互相对准。
附图说明
图1是示意示出根据当前实施例的X射线CT设备的构成的简图；
图2是示意示出扫描架构成的简图；
图3是示出准直仪模块的构成的简图；
图4是示出检测器模块的构成的简图；
图5是示出使用定位销定位准直仪模块的方式的简图；
图6是示出使用定位销定位检测器模块的方式的简图；
图7是示出相对于轨道分别定位准直仪模块和检测器模块的方式的简图。
具体实施方式
下面将描述本发明的一个实例。
图1是示意示出根据当前实施例的X射线CT设备的构成的简图。如图1所示，X射线CT设备1具有扫描作为成像目标的受检体9以获取投影数据的扫描架2，以及将受检体9送到扫描架2的膛中的成像台3。此外，X射线CT设备1具有控制相应部件的操作控制台4，所述相应部件构成X射线CT设备1以扫描和基于由扫描获取的投影数据来重构图像。
成像台3具有在其上放置受检体的托架并使托架提升和水平地直线移动。
操作控制台4具有从操作员接受输入的输入装置以及显示其上的每个图像的显示器。另外，操作控制台4其内具有：中央处理单元，进行相应部件的控制以获取受检体的投影数据、三维图像重构过程等；数据获取缓冲器，获取或收集由扫描架2获取的数据；以及存储装置，在其中存储程序、数据等。
扫描架2具有绕受检体9旋转的环形旋转部分10。旋转部分10配备有互相对置放置的X射线管11和X射线检测设备20，膛置于其间。在图中，X射线检测设备20具有在通道方向(CH方向)延伸的弯曲形状。通过从X射线管11的X射线焦点12在其辐射方向(I方向)施加X射线13，同时旋转旋转部分10并由X射线检测设备20检测透射受检体9的X射线，进行扫描。顺便提到，与旋转部分10的旋转表面平行和所施加的扇形X射线的扩散方向(扇角方向)假设为通道方向(CH方向)，而旋转部分10的旋转轴的方向假设为切片方向(SL方向)。
图2是示意示出X射线检测设备的构成的简图。如图2所示，X射线检测设备20具有框架(支撑部分)30、准直仪装置40和X射线检测器50。提供框架30以将每个准直仪装置40和X射线检测器50固定到参照位置并支撑它们。提供准直仪装置40以准直从X射线管11的X射线焦点12放射的X射线13并主要去除散射的辐射。提供X射线检测器50以检测从X射线管11的X射线焦点12放射并透射受检体9的X射线13。X射线检测器50放置于准直仪装置40的X射线出射侧。
如在I方向所看到，框架30具有假设为矩形的类似框架的形状。框架30具有顶侧轨道31和底侧轨道32 (一对轨道)，以及一对连接部件33。顶侧轨道31和底侧轨道32均具有在CH方向延伸的圆弧形状。顶侧轨道31和底侧轨道32如在SL方向所见互相隔开地设置，并且如在CH方向所见通过两端的连接部件33互相耦合和固定在一起。顶侧轨道31和底侧轨道32以关于在CH方向中的平面对称的方式形成。顶侧轨道31和底侧轨道32包含高刚性材料，例如Al(铝)、SUS(不锈钢)、C(碳)等。
准直仪装置40由沿CH方向排列的多个准直仪模块41组成。
X射线检测器50由沿CH方向排列的多个检测器模块51组成。
图3是示出准直仪模块41的构成的简图。图3(a)是从X射线出射侧所见的准直仪模块41的透视图，而图3(b)是从X射线入射侧所见的准直仪模块41的透视图。
如图3中所示，准直仪模块41包含在CH方向排列的多个准直仪板42，以及支撑这些准直仪板42的顶侧挡块43和底侧挡块44，准直仪板42置于其间，如在SL方向所见。在顶侧挡块43的中心附近提供顶侧定位销45，如在CH方向所见。同样，在底侧挡块44的中心附近提供底侧定位销46，如在CH方向所见。每个顶侧和底侧定位销45和46具有沿I方向延伸的近似圆柱的形状。顶侧和底侧定位销45和46压装入并固定到在顶侧和底侧挡块43和44的中心限定的通孔中，如在CH方向所见。每个准直仪板42包含X射线吸收率高的重金属，例如钨(W)、钼(Mo)等。顶侧和底侧挡块43和44，以及顶侧和底侧定位销45和46包含例如不锈钢、铝等。顺便提到，准直仪模块41构成为分隔对应于CH方向的32个单元的检测元件。
图4是示出检测器模块51的构成的简图。图4(a)是从X射线出射侧所见的检测器模块51的透视图，而图4(b)是从X射线入射侧所见的检测器模块51的透视图。
如图4所示，检测器模块51由在CH和SL方向以二维方式排列的多个检测元件52以及支撑这些检测元件52的支撑体53组成。用于处理从检测元件52输出的信号的信号处理单元可固定到支撑体53。用于将准直仪模块51安装到顶侧和底侧轨道31和32的顶侧安装孔56和底侧安装孔57在SL方向的支撑体53两端形成。在其中安装顶侧和底侧定位销45和46的顶侧和底侧定位孔54和55在SL方向靠近支撑体53两端的位置形成，并在CH方向靠近其中心。例如，检测元件52的排列间距为1mm。检测元件52包含例如响应X射线13而发射光的闪烁体元件以及进行光电转换的光电二极管。支撑体53包含例如不锈钢、铝等。通过例如排列对应于CH方向的32个单元和SL方向的64个单元的检测元件52来构成检测模块51。
图5是示出使用定位销定位每个准直仪模块的方式的简图。此简图示出为从X射线出射侧看到顶侧和底侧轨道31和32时得到的透视图。
如图5中所示，顶侧第一平面311、顶侧第一曲面312、顶侧第二平面313以及顶侧第二曲面314在顶侧轨道31中分段形成。同样，底侧第一平面321(未示出)、底侧第一曲面322(未示出)、底侧第二平面323(未示出)以及底侧第二曲面324在底侧轨道32中分段均匀形成。顶侧和底侧第一平面311和321以及顶侧和底侧第二平面313和323大致与对应于X射线辐射方向的I方向平行。在顶侧和底侧轨道31和32中形成的顶侧和底侧第一平面311和321以及顶侧和底侧第二平面313和323分别在SL方向互相对置地形成。顶侧和底侧第一曲面312和322分别是放置准直仪模块41的放置表面。
在其中安装准直仪模块41中提供的顶侧和底侧定位销45和46的多个顶侧和底侧凹槽34和35 (35：未示出)在顶侧和底侧第一平面311和321以及顶侧和底侧第一曲面312和322中沿CH方向以一定间隔形成。用于使用螺丝来固定准直仪模块41的多个顶侧和底侧第一螺纹孔361和371(371：未示出)分别在顶侧和底侧第一曲面312和322中形成。用于使用螺丝来固定检测器模块51的多个顶侧和底侧第二螺纹孔362和372分别在顶侧和底侧第二曲面314和324中形成。顺便提到，这些凹槽和螺纹孔通过使用钻孔机等在构成顶侧轨道31和底侧轨道32的构件中高度精确地挖钻来形成。形成有这些凹槽和螺纹孔的其他部件可连接到顶侧轨道31和底侧轨道32，但它们最好直接在轨道中挖钻，因为可获得高刚性。
每个准直仪模块41以在X射线入射侧为末端的方式排列，其顶侧和底侧定位销45和46分别装入顶侧和底侧凹槽34和35。因此，准直仪模块41相对于顶侧轨道31和底侧轨道32定位。准直仪模块41在这种状态下以螺纹方式固定在顶侧和底侧第一螺纹孔361和371中。
图6是示出使用定位销定位检测器模块的方式的简图。像图5一样，此简图示出为从X射线出射侧看到顶侧和底侧轨道31和32时得到的透视图。
每个检测器模块51以在X射线出射侧为末端的方式排列，顶侧和底侧定位销45和46分别装入顶侧和底侧检测器模块51的定位孔54和55。因此，检测器模块51相对于顶侧轨道31和底侧轨道32定位。检测器模块51在这种状态下以螺纹方式固定在顶侧和底侧第二螺纹孔362和372中。
图7是示出相对于轨道分别定位准直仪模块和检测器模块的方式的简图。此简图示出为从SL方向看到顶侧轨道31和底侧轨道32时得到的图。
在准直仪模块41和检测器模块51已分别定位时，准直仪板42已设计成以高精度在CH方向分隔检测元件52。但是，如在CH方向所见，当准直仪模块41或准直仪板42在对应于检测器模块51中的每个检测元件53的两端的两个位置均匀放置时，准直仪板42在检测器模块51之间的接合处互相重叠。因此，实际上，准直仪模块41设计成使得从在CH方向所见，准直仪板42仅放置在对应于检测器模块51中的检测元件52的两端的其中一个位置中。另一方面，检测器模块51的顶侧和底侧定位销54和55由于其设计简易性而沿CH方向排列在检测器模块51的中心，依此类推。因此，每个准直仪模块41的顶侧和底侧定位销45和46放置在位于准直仪模块41在CH方向的中心附近的位置，即顶侧和底侧挡块43和44在CH方向从其中心稍微移位。
根据上述的当前实施例，由于互相对应的准直仪模块41和检测器模块51在互相相同的顶侧和底侧定位销45和46的基础上定位，可防止其定位容差的积累，并且检测元件52和准直仪板42可高度准确地互相对准。
顺便提到，本发明并不局限于当前实施例，在不背离本发明要点的范围内可采用各种实施例。
例如，分别在顶侧和底侧第一平面311和321中形成的顶侧和底侧凹槽34和35可取而代之提供为柱状凹孔。
另外，例如，在X射线出射侧安装到顶侧和底侧定位销45和46端点的，在检测器模块51中形成的顶侧和底侧定位孔54和55，可提供为具有终端的凹孔而不是通孔。
此外，例如，每个顶侧和底侧定位销45和46的剖面形状可能不仅是完全的圆形，还是椭圆形、多边形等。
此外，例如，准直仪模块41可以是二维准直仪模块，其中准直仪板42在CH和SL方向以格子形式排列。
此外，例如，本发明并不局限于使用X射线的设备，而是可以应用到使用其它辐射的设备，如SPECT设备中的γ(伽玛)射线。
Claims (19)
1.一种辐射检测设备，包括：
在通道方向延伸的一对轨道；
在通道方向的一对轨道中提供的多个准直仪模块，每个准直仪模块具有在通道方向排列的多个准直仪板；以及
在通道方向的多个准直仪模块的辐射出射侧上提供的多个检测器模块，每个检测器模块具有在通道方向排列的多个检测元件；
其中，每个准直仪模块具有沿辐射的照射方向延伸的一对定位销；
其中，所述轨道在所述每个准直仪模块的每个放置表面上形成有装入定位销的一端的凹孔或凹槽；以及
其中，每个检测器模块具有装入定位销的另一端的凹孔或通孔。
2.如权利要求1所述的辐射检测设备，其中，装入一对定位销的一端的凹孔或凹槽通过在形成轨道的构件挖钻而形成。
3.如权利要求1或2所述的辐射检测设备，其中，每个准直仪模块用螺丝以其中定位销的一端装入轨道的凹孔或凹槽中的状态固定于轨道。
4.如权利要求1或2所述的辐射检测设备，其中，每个检测器模块用螺丝以其中定位销的另一端装入每个检测器模块的凹孔或通孔中的状态固定于轨道。
5.如权利要求1或2所述的辐射检测设备，其中，定位销在位于每个准直仪模块的通道方向的中心附近的位置提供，并在通道方向从中心移位。
6.如权利要求1或2所述的辐射检测设备，其中，每个准直仪模块具有支撑准直仪板的一对挡块，准直仪板在切片方向置于其间，以及
其中，定位销在一对挡块中提供。
7.如权利要求6所述的辐射检测设备，其中，定位销压装入并固定到一对挡块中形成的通孔。
8.如权利要求1或2所述的辐射检测设备，其中，轨道具有在切片方向互相对置的平面，以及
其中，凹槽通过在放置表面和平面挖钻而形成。
9.如权利要求1或2所述的辐射检测设备，其中，每个检测器模块具有支撑检测元件的支撑体，以及用于处理从检测元件输出的信号的信号处理单元，以及
其中，每个检测器模块的凹孔和通孔在支撑体中形成。
10.一种包含辐射检测设备的辐射成像设备，所述辐射检测设备包括：
在通道方向延伸的一对轨道；
在通道方向的一对轨道中提供的多个准直仪模块，每个准直仪模块具有在通道方向排列的多个准直仪板；以及
在通道方向的多个准直仪模块的辐射出射侧上提供的多个检测器模块，每个检测器模块具有在通道方向排列的多个检测元件；
其中，每个准直仪模块具有沿辐射的照射方向延伸的一对定位销；
其中，所述轨道在所述准直仪模块的每个放置表面上形成有装入定位销的一端的凹孔或凹槽；以及
其中，每个检测器模块具有装入定位销的另一端的凹孔或通孔。
11.如权利要求10所述的辐射成像设备，其中，装入定位销的一端的凹孔或凹槽通过在形成轨道的构件挖钻而形成。
12.如权利要求10或11所述的辐射成像设备，其中，每个准直仪模块用螺丝以其中定位销的一端装入轨道的凹孔或凹槽中的状态固定于轨道。
13.如权利要求10或11所述的辐射成像设备，其中，每个检测器模块用螺丝以其中定位销的另一端装入每个检测器模块的凹孔或通孔中的状态固定于轨道。
14.如权利要求10或11所述的辐射成像设备，其中，定位销在位于每个准直仪模块的通道方向的中心附近的位置提供，并在通道方向从中心移位。
15.如权利要求10或11所述的辐射成像设备，其中，每个准直仪模块具有支撑准直仪板的一对挡块，准直仪板在切片方向置于其间，以及
其中，定位销在一对挡块中提供。
16.如权利要求15所述的辐射成像设备，其中，定位销压装入并固定到一对挡块中形成的通孔。
17.如权利要求10或11所述的辐射成像设备，其中，轨道具有在切片方向互相对置的平面，以及
其中，凹槽通过在放置表面和平面挖钻而形成。
18.如权利要求10或11所述的辐射成像设备，其中，每个检测器模块具有支撑检测元件的支撑体，以及用于处理从检测元件输出的信号的信号处理单元，以及
其中，每个检测器模块的凹孔和通孔在支撑体中形成。
19.如权利要求10或11所述的辐射成像设备，其进行辐射层析成像。
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