CN105911075B - 一种x射线累积大剂量的试验方法及系统 - Google Patents

一种x射线累积大剂量的试验方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种X射线平板探测器累积大剂量的试验方法及系统，所述试验系统至少包括：安装平台、X射线发生器、自动曝光控制器以及计算机系统；所述安装平台至少包括外框、两层平板探测器放置平台以及安装底座；所述X射线发生器包括高压发生器和球管，所述球管安装在所述安装底座上，向平板探测器发射X射线；所述自动曝光控制器与所述高压发生器相连，向所述X射线发生器发送相关曝光参数指令；所述计算机系统与所述平板探测器相连，采集并存储所述平板探测器进行曝光后的数据。本发明的试验方法用于X射线平板探测器行业，可有效的检测出平板探测器耐X射线累积大剂量能力和校正模板的有效期，大大降低了产品上市后的可靠性风险。

Description

一种X射线累积大剂量的试验方法及系统
技术领域
本发明涉及平板探测器技术领域，特别是涉及一种X射线累积大剂量的试验方法及系统。
背景技术
从1995年RSNA上推出第一台平板探测器(Flat Panel Detector)设备以来，随着近年平板探测技术取得飞跃性的发展，在平板探测器的研发和生产过程中，平板探测技术可分为直接和间接两类。平板探测器在使用过程中，会持续的受到X射线的照射，随着时间的推移，照射到平板探测器的累积剂量会不断增大。
目前，没有专门用于对平板探测器进行X射线累积大剂量的试验装置和方法，只能通过以下几种途径间接获得数据：
1、使用X射线加速器直接对产品进行照射，可短时间内产生很大的剂量，并达到目标计量，但是这种方法所产生的射线能量和强度普遍较高，与常规医疗诊断、工业探伤、自然环境的射线长期持续累积机理不同，不能准确反映平板探测器产品耐射线能力，并且通过加速器进行试验成本非常高，可使用的资源非常少。
2、使用现有的民用或工业设备进行试验，这些设备主要是用于医疗诊断和工业探伤，并不是专业用来检测探测器本身的设备，达不到试验检测设备所需要的强度要求，且大部分的部件、结构多余或不适用。如果用于试验检测则会造成资源浪费且故障率较高。
3、参考行业经验估计数据，现今电子行业更新换代速度非常的高，新的器件和材料层出不穷，以往的经验已不能准确的反应当前产品的水平，所以估计数据可能偏离较大，给产品上市带来一定的可靠性风险。
另外，还可以进行人工试验操作，但是这种方法将使操作人员所受的X射线累积计量增加，对操作人员的身体造成伤害。
还有，平板探测器在客户端使用时一般需要先生成校正模板，该模板可以保证多长的使用有效期是非常关键的一个性能，目前没有专门的平台和方法来提前检测校正模板的有效期，往往都是在客户使用的现场收集数据，导致数据收集严重滞后，且数据准确性无法保证，使产品投入市场后存在风险。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种X射线累积大剂量的试验方法及系统，用于解决现有技术中无法提前准确检测平板探测器性能的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种X射线平板探测器累积大剂量的试验系统，所述试验系统至少包括：安装平台、X射线发生器、自动曝光控制器以及计算机系统；
所述安装平台至少包括外框、设置在所述外框中的两层平板探测器放置平台以及设置在所述外框顶部的安装底座；
所述X射线发生器包括高压发生器和与所述高压发生器相连的球管，所述球管安装在所述安装底座上，向所述平板探测器放置平台上的平板探测器发射X射线；
所述自动曝光控制器与所述高压发生器相连，向所述X射线发生器发送相关曝光参数指令；
所述计算机系统与所述平板探测器相连，采集并存储所述平板探测器进行曝光后的数据。
作为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验系统的一种优化的方案，所述试验系统还包括一用于容纳所述安装平台的屏蔽箱。
作为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验系统的一种优化的方案，所述屏蔽箱中设置有用于监测屏蔽箱内温度和湿度的温湿度检测模块。
作为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验系统的一种优化的方案，所述安装平台中，所述平板探测器放置平台的下方设有配重模块放置平台。
作为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验系统的一种优化的方案，所述两层平板探测器放置平台之间设置有过滤板
作为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验系统的一种优化的方案，所述外框的底部设有活动轮。
作为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验系统的一种优化的方案，所述平板探测器放置平台为外框上的横梁，所述横梁内侧设有卡槽，所述平板探测器放置于所述卡槽中。
本发明还提供一种上述试验系统进行X射线平板探测器累积大剂量的试验方法，所述试验方法至少包括：
1)将曝光控制参数输入自动曝光控制器，所述自动曝光控制器根据所述曝光控制参数控制X射线发生器向放置在平板探测器放置平台上的平板探测器发射X射线；
2)利用计算机系统采集并存储所述平板探测器进行曝光后的数据。
作为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验方法的一种优化的方案，所述曝光控制参数包括单次曝光量、曝光间隔和曝光总次数。
如上所述，本发明的X射线平板探测器累积大剂量的试验方法及系统，具有以下有益效果：
1、该实验系统搭建灵活方便，设计了专用的平板探测器安装平台，比使用医疗或工业的商用平台节约50％的成本，实用性强。
2、试验效率高，既定目标的累积试验剂量，相比从客户端收集现场数据，试验时间减少约90％。
3、可以模拟出平板探测器在使用的过程中的真实X射线累积照射环境，解决了使用加速器试验结果偏离度较大的问题。
4、利用自动曝光控制器，可自动化进行试验，最大限度地减少人员所受的累积剂量。
5、可为各种材料、产品、仪器提供耐X射线累积照射的验证实验，弥补行业空白。
6、可在平板探测器上市前提供校正模板有效期的检测试验，弥补行业空白。
7、通过该试验方法，平板探测器的生产者和使用者可在产品投入市场之前，预知累积剂量对产品的功能、性能、校正有效性以及安全方面的影响，做出风险评估。
附图说明
图1为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验系统示意图。
图2为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验系统中安装平台的结构示意图。
图3为本发明X射线平板探测器累积大剂量的试验方法工作流程示意图。
元件标号说明
1 安装平台
11 外框
12 平板探测器放置平台
13 安装底座
14 配重模块放置平台
21 高压发生器
22 球管
3 自动曝光控制器
4 计算机系统
5 屏蔽箱
6 温湿度检测模块
7 活动轮
81，82 平板探测器
9 过滤板
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1和2所示，本发明提供一种X射线平板探测器累积大剂量的试验系统，所述试验系统至少包括：安装平台1、X射线发生器、自动曝光控制器3以及计算机系统4。
所述安装平台1至少包括外框11、两层平板探测器放置平台12以及安装底座13。所述两层平板探测器放置平台12设置在所述外框11中，所述安装底座13设置在所述外框11顶部。
所述安装平台1用来安装X射线球管(用于发射X射线)和放置试验用的平板探测器样品，为整个试验系统提供支撑框架。所述安装平台1优选采用铝合金型材，重量轻且稳固。
具体地，如图2所示，所述安装平台1的外框11包括四根支撑柱。所述两层平板探测器放置平台12分别用于放置累积大剂量试验的平板探测器样品84和用于校正有效期试验的平板探测器样品82，并且用于放置累积大剂量试验的平板探测器样品81放在上层，用于校正有效期试验的平板探测器样品82放在下层。所述安装底座13用于放置X射线发生器的球管22，以对平板探测器81、82进行曝光。
进一步地，如图2所示，本实施例中，所述平板探测器放置平台12为外框11上的横梁，所述横梁内侧设有卡槽，所述平板探测器8放置于所述卡槽中固定。上层样品(平板探测器)距离球管22的距离可以根据样品大小及球管束光器窗口大小进行调整，使X射线照射窗口能覆盖样品即可。
作为优选的方案，所述两层平板探测器放置平台12之间(第二层)还设置有用于放置过滤板9的过滤板放置平台。当X射线经过上层平板探测器81试验样品(第一层)后，会被不规则的样品结构吸收一部分，此时X射线均匀性会降低，在两层样品之间设置所述过滤板9可以过滤掉一部分X射线，使到达下层平板探测器82试验样品(第三层)的X射线分布均匀。本实施例中，所述过滤板9的材质优选为铝，当然，也可以是其他合适的过滤材料，在此不做限制。
需要说明的是，第一层、第二层以及第三层之间的间距以方便取放平板探测器81、82样品和过滤板9为准。第一层和第三层上的平板探测器81、82样品所受的曝光剂量是不同的，以实测剂量为准，计算最终的累积剂量和曝光时间，对试验结果没有影响。
作为示例，所述安装平台1中，所述外框11底部还设有配重模块放置平台14。本实施例中，所述配重模块选用100Kg的铁质配重模板，可以降低X射线发生器的球管22在高速旋转时对整个安装平台1所产生的振动，进一步增加安装平台1的稳定性。
另外，所述外框11的底部设有活动轮7，以方便移动所述安装平台1。
如图1所示，所述X射线发生器包括高压发生器21和与所述高压发生器21相连的球管22，所述球管22安装在所述安装底座13上，向所述平板探测器放置平台12上的平板探测器81、82发射X射线。其中，所述高压发生器21和与球管22这两部分技术比较成熟，选择性很大，可使用行业内一线品牌。
所述自动曝光控制器3与所述X射线发生器中的高压发生器21相连，向所述X射线发生器发送相关曝光参数指令。所述自动曝光控制器3可采用可编程电路(如单片机)或电脑软件，通过在自动曝光控制器3上输入曝光间隔、曝光总次数等参数来控制X射线发生器进行自动曝光。具体地，利用所述自动曝光控制器3发送自动循环曝光控制信号过程为：先预设好高压曝光参数，再在自动曝光控制器3上设定曝光间隔时间、曝光循环测试，再运行自动曝光控制器3即可进行试验。高压曝光参数和自动曝光控制器的设置可根据试验需求灵活设置，在此没有特殊限定。
所述计算机系统4与所述平板探测器81、82相连，采集并存储所述平板探测器81、82进行曝光后的数据。所述计算机系统4可以为个人电脑(PC)，用来实时监测样品的功能、性能等，使用常规的商用电脑即可，电脑中需安装与平板探测器相关的控制软件。
所述试验系统还包括一屏蔽箱5，用于容纳所述安装平台1，屏蔽X射线，保护外部的操作人员，使操作人员免受X射线辐照。所述屏蔽箱5可以采用带门的铅质箱体。
作为示例，所述屏蔽箱5中设置有温湿度检测模块6，用于监测屏蔽箱5内温度和湿度。所述屏蔽箱5内正常工作的温度范围应该在17～30℃，湿度在40％～70％。所述温湿度检测模块6也连接至计算机系统4，利用计算机系统4，操作人员可以实时监测所述屏蔽箱5内的温湿度。
本发明还提供一种利用上述试验系统进行X射线平板探测器累积大剂量的试验方法，所述试验方法至少包括如下步骤：
首先，将曝光控制参数输入自动曝光控制器，所述自动曝光控制器根据所述曝光控制参数控制X射线发生器向放置在平板探测器放置平台上的平板探测器发射X射线；
然后，利用计算机系统采集并存储所述平板探测器进行曝光后的数据。
具体地，附图3所示为本发明提供的试验方法的工作流程示意图。首先，操作人员在自动曝光控制器上预设好曝光控制参数，之后运行自动曝光控制器，向X射线发生器发送相应循环曝光信号；所述X射线发生器收到循环曝光信号后，X射线发生器中的球管则根据循环曝光信号发出X射线至平板探测器；所述平板探测器(上下两层)在X射线的照射下性能等各方面发生改变，其性能参数由计算机系统采集并存储，最后操作人员根据计算机系统中的参数判断平板探测器的耐X射线能力和校正模板的有效期。
作为示例，所述曝光控制参数包括单次曝光量、曝光间隔和曝光总次数等等。
综上所述，本发明提供一种X射线平板探测器累积大剂量的试验方法及系统，所述试验系统至少包括：安装平台、X射线发生器、自动曝光控制器以及计算机系统；所述安装平台至少包括外框、两层平板探测器放置平台以及安装底座；所述X射线发生器包括高压发生器和球管，所述球管安装在所述安装底座上，向平板探测器发射X射线；所述自动曝光控制器与所述高压发生器相连，向所述X射线发生器发送相关曝光参数指令；所述计算机系统与所述平板探测器相连，采集并存储所述平板探测器进行曝光后的数据。本发明的试验方法用于X射线平板探测器行业，可有效的检测出平板探测器耐X射线累积大剂量能力和校正模板的有效期，大大降低了产品上市后的可靠性风险。
所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种X射线平板探测器累积大剂量的试验系统，其特征在于，所述试验系统至少包括：
安装平台、X射线发生器、自动曝光控制器以及计算机系统；
所述安装平台至少包括外框、设置在所述外框中的两层平板探测器放置平台以及设置在所述外框顶部的安装底座；
所述X射线发生器包括高压发生器和与所述高压发生器相连的球管，所述球管安装在所述安装底座上，向所述平板探测器放置平台上的平板探测器发射X射线；
所述自动曝光控制器与所述高压发生器相连，向所述X射线发生器发送相关曝光参数指令；
所述计算机系统与所述平板探测器相连，采集并存储所述平板探测器进行曝光后的数据。
2.根据权利要求1所述的X射线平板探测器累积大剂量的试验系统，其特征在于：所述试验系统还包括一用于容纳所述安装平台的屏蔽箱。
3.根据权利要求2所述的X射线平板探测器累积大剂量的试验系统，其特征在于：所述屏蔽箱中设置有用于监测屏蔽箱内温度和湿度的温湿度检测模块。
4.根据权利要求1所述的X射线平板探测器累积大剂量的试验系统，其特征在于：所述安装平台中，所述外框底部设有配重模块放置平台。
5.根据权利要求1所述的X射线平板探测器累积大剂量的试验系统，其特征在于：所述两层平板探测器放置平台之间设置有用于放置过滤板的过滤板放置平台。
6.根据权利要求1所述的X射线平板探测器累积大剂量的试验系统，其特征在于：所述外框的底部设有活动轮。
7.根据权利要求1所述的X射线平板探测器累积大剂量的试验系统，其特征在于：所述平板探测器放置平台为外框上的横梁，所述横梁内侧设有卡槽，所述平板探测器放置于所述卡槽中。
8.一种利用权利要求1～7任一项所述试验系统进行X射线平板探测器累积大剂量的试验方法，其特征在于，所述试验方法至少包括：
1)将曝光控制参数输入自动曝光控制器，所述自动曝光控制器根据曝光控制参数控制X射线发生器向放置在平板探测器放置平台上的平板探测器发射X射线；
2)利用计算机系统采集并存储所述平板探测器进行曝光后的数据。
9.根据权利要求8所述的X射线平板探测器累积大剂量的试验方法，其特征在于：所述曝光控制参数包括单次曝光量、曝光间隔和曝光总次数。
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