CN103845066A

CN103845066A - X射线防散射栅格结构、探测器装置及医学影像系统

Info

Publication number: CN103845066A
Application number: CN201210522259.3A
Authority: CN
Inventors: 张宏军; 张峰; 张春亮; 万淑敏
Original assignee: Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Current assignee: Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: CN103845066B

Abstract

一种X射线防散射栅格结构，包括防散射栅格阵列模组、左支座和右支座，其中防散射栅格阵列模组包括多个防散射栅格模块；防散射栅格模块包括防散射栅格薄板和间隔条，其中间隔条分别设置在防散射栅格薄板的两端；左支座设置有多个左支座微槽，右支座设置有多个右支座微槽，设置有间隔条的防散射栅格薄板的两端分别适配于左支座微槽与右支座微槽中。在本发明中，左支座微槽、右支座微槽可采用常规加工工艺制得，同时间隔条也可采用常规加工工艺制得，因此，在满足防散射栅格结构的位置精度等要求的同时大幅降低了防散射栅格结构的制造成本和难度。

Description

X射线防散射栅格结构、探测器装置及医学影像系统

技术领域

本发明涉及医学影像技术领域，更具体地说，本发明涉及一种X射线防散射栅格结构、探测器装置以及医学影像系统。

背景技术

在X射线成像技术的医学影像系统中，例如，在计算机断层成像系统或者X光成像系统中，所记录的是X射线经过人体之后透射而出的X射线强度，从X射线发射源发出的X射线经过人体后可分为三个部分：（1）被人体吸收；（2）径直穿过人体透射在成像区域；（3）一部分X射线与人体发生相互作用后改变了强度、频率和方向，其中有些可能最终穿过人体以不同的角度、位置投射在成像区域。那些经过人体后改变了原X射线特性的X射线被称为散射X射线。通常，散射X射线会降低图像的质量，因此，为了减少X射线散射的影响，需要滤掉尽可能多的散射X射线。

在已有的X射线防散射技术中，通常采用的是在人体和X射线探测器之间设置防散射栅格薄板。防散射栅格薄板由阻挡屏蔽X射线性能好的高密度材料制成薄板（典型厚度为0.1毫米），并使防散射栅格薄板指向X射线发射源的焦点。散射X射线照射到防散射栅格薄板上并被吸收掉，防散射栅格薄板之间的空间允许非散射的X射线通过。在这种X射线防散射技术中，对防散射栅格薄板的位置精度等要求很高。

在专利公告号为CN1230122C的专利中公开了一种防散射X射线栅板器件及栅板的制造方法，该方法包括：制作一个具有凹槽的基片，该基片包括实质上不吸收X射线的塑料材料和融化的实质上吸收X射线的吸收材料，并且使该融化的吸收材料流入所述凹槽，所述基片由能够在该吸收材料的融化温度上保持稳定的材料构成。在基片上制作凹槽的工序以及将实质上不吸收X射线的材料注入凹槽的过程都相当复杂，因此导致制作成本很高。

在申请号为98812291.X的专利中公开了一种X射线防散射栅格结构，通过

探测器晶体阵列顶面涂层上的凹槽和准直板上的凹槽固定防散射板（凹槽宽度约为0.1毫米），在X射线探测器晶体阵列顶面涂层上的制作凹槽会增加工序和制造成本；同时在准直板上制作位置精度很高、宽度很窄的凹槽也会大幅增加制造成本（宽度为0.1毫米的凹槽难以采用常规加工工艺制造，需采用慢走丝线切割等特种加工工艺制造，因此会大幅增加制造成本），因此这种防散射栅格结构存在工序复杂、制造成本高等缺点。

发明内容

为克服上述现有技术中存在的X射线防散射栅格结构工序复杂、制造成本高等缺点，本发明提供一种工序简单、制作成本低的X射线防散射栅格结构。

本发明提供一种X射线防散射栅格结构，用于医疗诊断射线成像，X射线防散射栅格结构包括防散射栅格阵列模组、左支座和右支座，防散射栅格阵列模组包括多个防散射栅格模块；防散射栅格模块包括防散射栅格薄板和间隔条，间隔条设置在防散射栅格薄板的两端；左支座设置有多个左支座微槽，右支座设置有多个右支座微槽，设置有间隔条的防散射栅格薄板的两端分别适配于左支座微槽与右支座微槽中。

在又一个方案中，X射线防散射栅格结构还包括加强板，加强板设置在防散射栅格阵列模组、左支座和右支座顶部。

在又一个方案中，加强板用碳纤维或塑料制成。

在又一个方案中，左支座微槽、右支座微槽的宽度大于或等于构成防散射栅格模块的防散射栅格薄板与间隔条的厚度之和。

在又一个方案中，左支座微槽、右支座微槽的宽度范围为大于或等于0.04毫米，并且小于或等于2毫米。

在又一个方案中，左支座微槽与右支座微槽相互一一对齐。

在又一个方案中，每一个防散射栅格薄板的两端可以分别设置一个或多个间隔条。

在又一个方案中，间隔条的厚度大于防散射栅格薄板的厚度。

在又一个方案中，间隔条通过粘接的方式设置在防散射栅格薄板的两端，且设置有间隔条的防散射栅格薄板的两端通过粘接的方式分别适配于左支座微槽与右支座微槽中。

在又一个方案中，粘接方式中使用的粘接剂为环氧树脂或热稳定粘胶。

在又一个方案中，防散射栅格薄板的底部与X射线探测器中闪烁晶体间的间隙对齐。

本发明还提供一种探测器装置，包括上述X射线防散射栅格结构和X射线探测器。X射线探测器包括X射线探测器基板和多个闪烁晶体，X射线防散射栅格结构设置在X射线探测器基板上。

本发明还提供一种医学影像系统，包括上述的探测器装置和X射线发射源。

在本发明中，由于在防散射栅格薄板的两端设置有间隔条，增加了需要适配到左支座微槽、右支座微槽中的防散射栅格模块的厚度，使左支座微槽、右支座微槽的宽度可以适当增大。因此，左支座微槽、右支座微槽可采用常规加工工艺（包括普通线切割或机械加工）制得，同时间隔条也可采用常规加工工艺制得，且利用间隔条既保证左支座微槽、右支座微槽边缘的直线度，又保证左支座微槽、右支座微槽的位置度。因此，在满足防散射栅格结构的位置精度等要求的同时大幅降低了防散射栅格结构的制造成本和难度。

另外，在防散射栅格阵列模组、左支座和右支座上设置对X射线吸收很小的加强板（其材料包括碳纤维或塑料）可以用于限制防散射栅格结构的变形，以增强防散射栅格结构的刚性。

附图说明

图1是具有根据本发明的X射线防散射栅格结构的CT系统的示意性的轴向视图；

图2是根据本发明第一实施例的X射线防散射栅格结构以及X射线探测器的示意性的分解立体图；

图3是根据本发明的第一实施例的X射线防散射栅格结构以及X射线探测器的示意性的立体图；

图4是显示X射线源、根据本发明的第一实施例的X射线防散射栅格结构以及X射线探测器的位置关系的示意性的侧视图；

图5是显示根据本发明的第一实施例的X射线防散射栅格结构以及X射线探测器的位置关系的示意图；

图6是图2中圆圈部分I的左支座微槽的示意性的局部放大立体图；

图7是图2中圆圈部分II的右支座微槽的示意性的局部放大立体图；

图8是根据本发明第二实施例的X射线防散射栅格结构以及X射线探测器的示意性的分解立体图；

图9是根据本发明的第二实施例的X射线防散射栅格结构以及X射线探测器的示意性的立体图；

图10是显示根据本发明的第三实施例的X射线防散射栅格结构以及X射线探测器的位置关系的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图描述根据本发明的X射线防散射栅格结构的实施例。需要注意的是，这里描述的实施例是为了使本领域的技术人员理解本发明提供的，并不能理解成是对本发明的限制。

第一实施例

图1是具有根据本发明实施例的X射线防散射栅格结构102的计算机断层成像（Computed Tomography，CT）系统100（这里，作为医学影像系统的一个例子）的示意性的轴向视图。如图1所示，CT系统100包括X射线发射源14和探测器装置30。探测器装置30包括X射线防散射栅格结构102和X射线探测器2。X射线探测器2包括X射线探测器基板1和多个闪烁晶体24。在扫描成像过程中，X射线发射源14发射X射线，X射线穿透人体22后，经过防散射栅格阵列模组3后被X射线探测器2的闪烁晶体24接收。X射线防散射栅格结构102包括防散射栅格阵列模组3，用于吸收散射的X射线，同时尽可能少的吸收有效X射线。

图2是根据本发明第一实施例的X射线防散射栅格结构102以及X射线探测器2的示意性的分解立体图。图3是根据本发明的第一实施例的X射线防散射栅格结构102以及X射线探测器2的示意性的立体图。如图2和3所示，根据本发明第一实施例的X射线防散射栅格结构102包括防散射栅格阵列模组3、左支座10和右支座20。如图3所示，左支座10、右支座20分别设置在X射线探测器

基板1的两端。防散射栅格阵列模组3包括多个防散射栅格模块4，防散射栅格模块4包括防散射栅格薄板5和间隔条6。间隔条6分别设置在防散射栅格薄板5的两端。左支座10设置有多个左支座微槽7，右支座20设置有多个右支座微槽8，间隔条6、防散射栅格薄板5的两端分别适配于左支座微槽7与右支座微槽8中。

防散射栅格薄板5的材料包括铅、钼、钨或由以铅、钼、钨为主要成分的合金，由于铅、钼、钨或由以铅、钼、钨为主要成分的合金屏蔽X射线的性能好，因此可以吸收散射的X射线，提高图像的质量。

图4是显示X射线源、根据本发明的第一实施例的X射线防散射栅格结构102以及X射线探测器2的位置关系的示意性的侧视图。如图4所示，从侧面看，防散射栅格薄板5在侧视图上的投影线段的延长线汇聚到X射线发射源14的焦点26。也就是说，防散射栅格薄板5所在平面汇聚到通过焦点26的一条直线。防散射栅格薄板5的底部与X射线探测器2中的闪烁晶体24间的间隙对齐。这样，能够使防散射栅格薄板5有效的吸收散射X射线，并且尽可能少的吸收非散射X射线。

图5是显示根据本发明的第一实施例的X射线防散射栅格结构102以及X射线探测器2的位置关系的示意图。如图5所示，每一个防散射栅格薄板5的两端分别设置有两个间隔条6，防散射栅格薄板5厚度范围为大于或等于0.04毫米，并且小于或等于0.5毫米。由于间隔条6的厚度可以设计的大于防散射栅格薄板5，所以防散射栅格模块4的厚度可以远大于防散射栅格薄板5。设置有间隔条6的防散射栅格薄板5的两端分别适配于左支座微槽7与右支座微槽8中。如此，左支座微槽7与右支座微槽8的宽度可以远大于防散射栅格薄板5。

图6是图2中圆圈部分I的左支座微槽7的局部放大立体示意图。如图6所示，左支座微槽7由微槽壁30限定。图7是图2中圆圈部分II的右支座微槽8的示意性的局部放大立体图。如图7所示，右支座微槽8由微槽壁32限定，且左支座微槽7与右支座微槽8相互一一对齐，这样方便设置有间隔条6的防散射栅格薄板5的两端分别适配到左支座微槽7和右支座微槽8中，并且可以使防散射栅格薄板5的底部与X射线探测器2中闪烁晶体24间的间隙对齐。

由于设置有间隔条6的防散射栅格薄板5的两端分别适配到左支座微槽7

与右支座微槽8中，所以左支座微槽7和右支座微槽8的宽度不小于构成防散射栅格模块4的防散射栅格薄板5和间隔条6的厚度之和，同时间隔条6可以设计的比散射栅格薄板5厚一些，使得左支座微槽7、右支座微槽8的宽度远大于散射栅格薄板5的厚度。

防散射栅格薄板5厚度范围为大于等于0.04毫米，并且小于等于0.5毫米。X射线探测器2上的闪烁晶体24的宽度不超过2毫米。左支座微槽7、右支座微槽8的宽度不小于构成防散射栅格模块4的防散射栅格薄板5和间隔条6的厚度之和，并且小于闪烁晶体24的宽度。优选地，左支座微槽7、右支座微槽8的宽度范围为大于或等于0.04毫米，并且小于或等于2毫米。

由于厚度小于0.1毫米的防散射栅格薄板5加工难度大、成本高，因此，作为优选方案，防散射栅格薄板5的厚度大于或等于0.1毫米。左支座微槽7、右支座微槽8的宽度的优选范围为大于或等于0.1毫米，并且小于或等于2毫米。

间隔条6可以通过粘接的方式设置在防散射栅格薄板5的两端，且设置有间隔条的防散射栅格薄板5的两端也可以通过粘接方式适配于左支座微槽7与右支座微槽8中。

上述粘接过程中使用的粘接剂为环氧树脂或热稳定粘胶。

在本实施例中，左支座微槽7和右支座微槽8的宽度为0.7毫米，防散射栅格薄板5的厚度为0.1毫米，间隔条6的厚度为0.3毫米，这样分别由两个间隔条6 粘接在一个防散射栅格薄板5两端组成一个防散射栅格模块4的厚度为0.7毫米，防散射栅格模块4恰好能够适配到各个与X射线探测器2相应位置的互相对应的左支座微槽7和右支座微槽8中。

第二实施例

下面，参照图8和图9描述根据本发明第二实施例的X射线防散射栅格结构202。

图8是根据本发明第二实施例的X射线防散射栅格结构202以及X射线探测器2的示意性的分解立体图。图9是根据本发明的第二实施例的X射线防散射栅格结构202以及X射线探测器2的示意性的立体图。在图8和9中，与上文描述的第一实施例相同的部件具有相同的标记。同时，与上文描述的第一实施例相同的部件在本实施例中将不再重复描述。如图8和9所示，与第一实施例中的X

射线防散射栅格结构102不同，第二实施例的X射线防散射栅格结构202还包括加强板9。

如图9所示，加强板9粘接在防散射栅格阵列模组3、左支座10和右支座20的顶部，其材料为碳纤维或塑料，将加强板9设置在防散射栅格阵列模组3、左支座10和右支座20顶部，可以增加防散射栅格阵列模组3的防散射栅格薄板5的强度，用于防止X射线防散射栅格结构202的变形。

在本实施例中，左支座微槽7和右支座微槽8的宽度为0.9毫米，防散射栅格薄板5是厚度为0.1毫米，间隔条6的厚度为0.4毫米，这样，由两个间隔条6 粘接在一个防散射栅格薄板5两端组成一个防散射栅格模块4的厚度为0.9毫米，防散射栅格模块4恰好能够适配到各个与X射线探测器2相应位置的互相对应的左支座微槽7和右支座微槽8中。

第三实施例

下面，参照图10描述根据本发明第三实施例的X射线防散射栅格结构302。

图10是显示根据本发明的第三实施例的X射线防散射栅格结构302以及X射线探测器2的位置关系的示意图。在图10中，与上文描述的第一实施例和\或第二实施例相同的部件具有相同的标记。同时，与上文描述的第一实施例和\或第二实施例相同的部件在本实施例中将不再重复描述。如图10所示，与第一实施例中的X射线防散射栅格结构102不同，第三实施例中的X射线防散射结构302中分别将一个间隔条6粘接在一个防散射栅格薄板5的两端中的一端组成一个防散射栅格模块4。

每一个防散射栅格薄板5的两端分别设置一个间隔条6，同时每一个防散射栅格薄板5的两端分别设置两个或两个以上间隔条6，只要构成防散射栅格模块4的防散射栅格薄板5和间隔条6的厚度之和不大于左支座微槽7和右支座微槽8的宽度即可，这样可以使防散射栅格模块4的厚度易于调整，灵活性高。

在本实施例中，左支座微槽7和右支座微槽8的宽度为0.6毫米，防散射栅格薄板5是厚度为0.08毫米，间隔条6的厚度为0.5毫米，这样分别由一个间隔条6 粘接在一个防散射栅格薄板5两端组成一个防散射栅格模块4的厚度为0.58毫米，防散射栅格模块4能够适配到各个与X射线探测器2相应位置的互

相对应的左支座微槽7和右支座微槽8中，并采用热稳定粘胶将其牢靠粘接在一起（热稳定粘胶填充左支座微槽7、右支座微槽8与防散射栅格模块4之间的间隙）。

需要说明的是，本领域技术人员可以理解，本发明还可应用于其他医学影像系统，比如：数字X光机、正电子发射型计算机断层成像系统（PET-CT）等。

虽然已经参照附图说明了本发明的几个优选的具体实施例，图示并描绘了本发明的某些优选特征，但是对于本领域的技术人员来说，只要原则上不背离本发明的新型特征和优点，可以对本发明做出许多变化和改进。因此，所提出的权利要求书将在本发明的真正构思范围内覆盖所有这些变化和改进。

Claims

1. 一种X射线防散射栅格结构，用于医疗诊断射线成像系统，其特征在于：所述X射线防散射栅格结构包括防散射栅格阵列模组、左支座和右支座，所述防散射栅格阵列模组包括多个防散射栅格模块；所述防散射栅格模块包括防散射栅格薄板和间隔条，所述间隔条设置在防散射栅格薄板的两端；所述左支座设置有多个左支座微槽，所述右支座设置有多个右支座微槽，设置有所述间隔条的所述防散射栅格薄板的两端分别适配于左支座微槽与右支座微槽中。

2.如权利要求1所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：所述X射线防散射栅格结构还包括加强板，所述加强板设置在防散射栅格阵列模组、左支座和右支座的顶部。

3.如权利要求2所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：所述加强板用碳纤维或塑料制成。

4.如权利要求1所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：所述左支座微槽、右支座微槽的宽度大于或等于构成防散射栅格模块的防散射栅格薄板与间隔条的厚度之和。

5.如权利要求4所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：所述左支座微槽、右支座微槽的宽度范围为大于或等于0.04毫米，并且小于或等于2毫米。

6. 如权利要求1所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：所述左支座微槽与右支座微槽相互一一对齐。

7. 如权利要求1所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：每一个所述防散射栅格薄板的两端分别设置一个或多个间隔条。

8.如权利要求1所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：所述间隔条的厚度大于所述防散射栅格薄板的厚度。

9. 如权利要求1所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：所述间隔条通过粘接方式设置在防散射栅格薄板的两端，且所述设置有所述间隔条的所述防散射栅格薄板的两端通过粘接方式分别适配于左支座微槽与右支座微槽中。

10.如权利要求9所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：所述粘接方式中使用的粘接剂为环氧树脂或热稳定粘胶。

11. 如权利要求1所述的X射线防散射栅格结构，其特征在于：所述防散射

栅格薄板的底部与X射线探测器中闪烁晶体之间的间隙对齐。

12.一种探测器装置，其特征在于：包括如权利要求1至11中任何一项所述的X射线防散射栅格结构和X射线探测器，所述X射线探测器包括X射线探测器基板和多个闪烁晶体，所述X射线防散射栅格结构设置在X射线探测器基板上。

13. 一种医学影像系统，其特征在于：包括如权利要求12所述的探测器装置和X射线发射源。