CN105989905B - 用于核医疗设备的准直器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于核医疗设备的准直器，包括若干波纹板和若干平板，每一所述波纹板包括波峰和波谷，以及连接所述波峰和波谷的侧棱壁，所述波峰或波谷以及所述侧棱壁与所述平板共同围成允许射线通过的准直孔，所述波峰、波谷及平板的板厚小于侧棱壁的板厚。优选所述波峰与所述波谷的板厚相等，且均与所述平板的板厚之和为所述侧棱壁的板厚，使任相邻两所述准直孔之间的孔壁厚度相等，从而确保所述准直器上的所述准直孔阵列在所述准直器上均匀分布，有利于所述准直器对射线进行均匀的准直，提高所述准直器的准直效果。制造时，将若干波峰和波谷板厚均薄于侧棱壁的波纹板与板厚也薄于所述侧棱壁的平板交替堆叠，形成所述准直器。

Description

用于核医疗设备的准直器及其制造方法

技术领域

本发明涉及放射性核素成像技术领域，尤其涉及一种用于核医疗设备的准直器准直器及其制造方法。

背景技术

在放射性核素成像技术中，尤其是在CT(computed tomography,电子计算机断层扫描)和SPECT(single photon emission computed tomography,单光子发射计算机断层成像)技术中，准直器是必不可少的关键部件之一。准直器通常是由具有辐射吸收性能的材料制成，如铅、钨等，其上设有若干准直孔形成准直孔阵列，准直器的作用是阻挡不沿准直孔飞行的射线，允许沿与其上的准直孔飞行的射线通过，被广泛的用于核医疗设备中。

过去很多准直器常采用波纹板粘接技术制造，用于制作准直器的波纹板是由具有辐射吸收性能的材料制成，具有若干波纹结构，每一所述波纹结构包括一波峰和一波谷，以及与所述波峰和所述波谷间隔设置的侧棱壁，粘接时，相邻波纹板上的波峰与波峰对准，波谷与波谷对准，准直孔位于两相邻波纹板的波峰与波峰之间及波谷与波谷之间。该粘接方式由于粘接面积小，易导致粘接不稳定，使波纹板易脱落造成准直器结构崩散。

为了解决上述问题，中国大陆专利CN03826552.4提供了两种解决方案：

(1)在两片波纹板之间再放置一片平直板，将波纹板上的波峰或者波谷粘接在该平直板上，两相邻波纹板依然波峰与波峰对准，波谷与波谷对准，准直孔位于波峰与所述平直板之间以及位于波峰与所述平直板之间。通过增加所述平直板来增加粘接面积，确保了所述准直器的结构稳定。该技术中，围绕每一准直孔的壁由波纹板上的波峰或者波谷和若干侧棱壁以及部分平直板组成，由于波峰或者波谷与部分平直板粘接，且波峰、波谷、侧棱壁以及平直板的厚度基本相等，所以包含波峰或波谷的准直孔孔壁厚于只由侧棱壁组成的准直孔孔壁。

(2)粘接时，不同波纹板上的波峰与波谷对准，波谷与波峰对准，准直孔位于两相邻波纹板的波峰与波谷之间或者位于波谷与波峰之间。该粘接方式由于粘接面积为波峰所在的顶面面积或者波谷的顶面积，增大了粘接面积，确保了所述准直器的结构稳定。该技术中，围绕准直孔的壁由波纹板上的波峰、波谷以及若干侧棱壁组成，由于波峰与另一波纹板上的波谷对准粘接，波谷与另一波纹板上的波峰对准粘接，且波峰、波谷以及侧棱壁的厚度基本相等，所以包含波峰和波谷的准直孔孔壁厚于只由侧棱壁组成的准直孔孔壁。

采用波纹板粘接技术来制造准直器工艺简单，既可以手工制作，适用于小成本生产及实验等用途，也可以机械化甚至自动化生产，适用于大批量制造等。但是采用波纹板粘接技术制造的准直器还具有不同于现有技术的其它结构特征。

因此，有必要提供一种创新结构的准直器及该准直器的制作方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种结构不同于现有技术却又能达到现有技术准直器的功能和效果的、用于核医疗设备的准直器。

本发明的另一目的在于提供一种制作准直器的方法，使该准直器的结构不同于现有技术却又能达到现有技术准直器的功能和效果。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于核医疗设备的准直器，可对入射到检测器上的射线进行准直，其特征在于：所述准直器包括若干波纹板和若干与波纹板交替排布的平板，每一所述波纹板包括波峰、波谷以及连接波峰与波谷的侧棱壁，所述波峰或所述波谷、侧棱壁与平板共同围成允许射线通过的准直孔，所述波峰、波谷及平板的板厚小于侧棱壁的板厚。

进一步，所述波纹板由能吸收射线的材料制成，所述平板由能吸收射线的材料制成。

进一步，所述波峰与波谷相互平行，所述侧棱壁垂直连接波峰与波谷。

进一步，所述波峰与所述波谷的板厚相等，且均与所述平板的板厚之和为所述侧棱壁的板厚，所述波峰、波谷及平板的板厚均为所述侧棱壁板厚的0.5倍。

进一步，任一所述波纹板上的所述波峰、波谷分别与其它所述波纹板上的波峰、波谷对齐，使任意相邻两所述准直孔间的总板厚相等。

为了实现上述目的，本发明提供一种制作上述准直器的方法，包括以下步骤：

步骤1，制作若干波纹板，使所述波纹板包括波峰、波谷以及连接波峰与波谷的侧棱壁；

步骤2，加工步骤一中所述的波纹板，使所述波峰处的板厚和所述波谷处的板厚均小于所述侧棱壁处的板厚；

步骤3，制作若干平板，使所述平板的板厚小于所述侧棱壁处的板厚；

步骤4，将一所述波纹板上的若干所述波峰或所述波谷堆设在一所述平板上，使若干所述波峰或所述波谷以及所述侧棱壁与所述平板围成允许射线通过的若干准直孔；

步骤5，重复步骤4，交替堆叠所述波纹板和所述平板，直到获得预定尺寸的所述准直器。

进一步，所述步骤2中，所述波峰处的板厚和所述波谷处的板厚均被进一步加工到相等，且均等于所述侧棱壁处的板厚与所述平板的板厚之差。所述波峰处的板厚和所述波谷处的板厚以及所述平板的板厚均被加工为所述侧棱壁处的板厚的0.5倍。

进一步，所述波峰与波谷相互平行，所述侧棱壁垂直连接波峰与波谷，步骤4中的堆设方式为：任一所述波纹板上的所述波峰和所述波谷分别与其它所述波纹板上相应的所述波峰和所述波谷对齐，使任意相邻两所述准直孔间的总板厚相等。所述波纹板采用能吸收射线的材料制成，所述平板采用能吸收射线的材料制成。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)所述波峰和波谷以及所述平板的板厚小于所述侧棱壁的板厚，使所述准直器不同于现有技术中准直器中的波峰和波谷以及侧棱壁等厚的结构特征，丰富了放射性核素成像技术领域中准直器的结构特征，符合多样化发展的技术趋势。

(2)所述波峰和波谷的板厚与所述平板的板厚之和等于所述侧棱壁的板厚，使任意两相邻准直孔之间的孔壁厚度相等，从而确保所述准直器上的所述准直孔阵列在所述准直器上均匀分布，进而有利于所述准直器对射线进行均匀的准直，提高所述准直器的准直效果。

附图说明

图1为本发明准直孔壁厚均匀的准直器的立体结构示意图；

图2为本发明准直孔壁厚均匀的准直器的射线吸收材料的侧视示意图；

图3为本发明初步加工波纹板的工艺示意图；

图4为本发明初步加工后的波纹板的俯视示意图；

图5为本发明加工所述波纹板的工艺示意图；

图6为本发明加工后的波纹板的俯视示意图；

图7为本发明平板的俯视示意图；

图8为本发明两波纹板与一平板对准堆叠的俯视示意图；

图9为本若干波纹板和若干平板交替堆叠的俯视示意图。

具体实施方式

为便于更好的理解本发明的目的、技术特征及其功效，现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的阐释。

本发明提供的一种用于核医疗设备的准直器100，可用于对照在检测器上的射线进行准直，通过吸收不沿准直孔飞行的射线(即散射射线)来提高SPECT(或者CT)图像的分辨率，如图1至图9所示，所述准直器100包括若干波纹板10和若干平板20，以及位于所述波纹板10和所述平板20之间的若干准直孔5。所述波纹板10和所述平板20均由具有射线吸收材料1(如图2)制成，如铅、钨或者含有铅或钨的合金等，在本发明中，所述波纹板10与所述平板20采用相同的材料制成，当然不排除采用不同的材料制成的可能。

如图6所示，每一所述波纹板10具有若干波峰12和波谷12，以及连接所述波峰12和波谷12的侧棱壁11，本发明中所述波峰12与波谷12相互平行，所述侧棱壁11垂直连接波峰12与波谷12。如图6所示，所述波峰12和波谷12的板厚为X1，所述侧棱壁11的板厚为X2，X1小于X2，即所述波峰12和波谷12的板厚小于所述侧棱壁11的板厚，优选X1＝X2/2。

如图7所示，所述平板20上没有波纹，其板厚为X3，X3<X2，且X2＝X1+X3，优选X3＝X1＝X2/2。

如图8和图9所示所示，所述波纹板10与所述平板20交替堆叠时，所述波纹板10上的若干所述波峰12和波谷12堆叠在所述平板20的相对两侧上，若干所述准直孔5由所述波峰12或所述波谷12以及所述侧棱壁11与所述平板20围合而成。所述波峰12和波谷12通过黏胶(如环氧树脂)粘接在所述平板20的相对两侧，其粘接面积为所述波峰12的顶端面积或者所述波谷12的底端面积。如图9所示，利用若干所述波纹板10和若干所述平板20交替堆叠以形成所述准直器100时，每相邻两所述波纹板10之间设置有一所述波纹板20，其中任一所述波纹板10上的所述波峰12和所述波谷12分别与其它所述波纹板10上的所述波峰12和所述波谷12对齐，相应的所述波峰12或所述波谷12与所述平板20堆叠后的总板厚为X4，X4＝X1+X3＝X2。

由于所述波峰12与波谷12相互平行，所述侧棱壁11垂直连接波峰12与波谷12，，所以所述准直孔5为矩形孔，且包括两对相对设置的准直孔孔壁，其中一对准直孔孔壁为二所述侧棱壁11，该由所述侧棱壁11单独组成的孔壁的壁厚为X2，另一对所述准直孔孔壁由一所述波峰12或波谷12与所述平板20的局部区域堆叠组成，该由所述波峰12或波谷12与所述平板20堆叠而成的准直孔孔壁壁厚为X4＝X1+X3＝X2，所以任意两相邻准直孔5之间的壁厚相等。

本发明所述准直器100的制造方法：

步骤1，用射线吸收材料1制成若干波纹板10＇，使所述波纹板10＇具有若干波峰12＇和波谷12＇，以及连接所述波峰12＇、波谷12＇的侧棱壁11＇。制作所述波纹板10＇可以采用如图3所示的齿轮组设备，该齿轮组由能够相互啮合的上齿轮21和下齿轮22组成，制作时，将板状射线吸收材料1放入所述上齿轮21和所述下齿轮22之间，转动所述齿轮组辗压所述所述射线吸收材料1，使所述射线吸收材料1上产生如图4所示的波纹结构。此时，如图4所示，每一所述波纹结构均具有若干所述波峰12＇和波谷12＇，以及与连接所述波峰12＇和波谷12＇的侧棱壁11＇，所述波峰12＇和波谷12＇的板厚为Y1，所述侧棱壁11＇的板厚为Y2，Y1等于或者基本等于Y2。

步骤2，加工步骤一所述的波纹板10＇使毛坯状态的所述波纹板10＇变成精工状态的波纹板10，精工状态的所述波纹板10的所述波峰12和波谷12的板厚小于所述侧棱壁11的板厚。加工所述波纹板10＇可以采用如图5所示的冲压设备，该冲压设备由能够相互配合的上模31和下模32组成，加工时，将步骤1中所述的毛坯状态的所述波纹板10＇放入上模31和下模32之间，闭合所述冲压设备冲压所述波纹板10＇，使毛坯状态的所述波纹板10＇变成如图6所示的精工状态的所述波纹板10。此时，如图6所示，所述波峰12和波谷12的板厚为X1，所述侧棱壁11的板厚为X2，X1小于X2。

步骤3，如图7和图8所示，用射线吸收材料1制成若干平板20，使所述平板20的板厚X3小于所述侧棱壁11的板厚X2。本发明中所述波峰12和波谷12的板厚X1与所述平板20的板厚X3的板厚之和X4等于所述侧棱壁11的板厚X2，即X4＝X1+X3＝X2，优选X1＝X3。

步骤4，如图8所示，将一所述波纹板10上的若干所述波峰12或波谷12对应的堆叠在所述平板20上，使若干所述波峰12或所述波谷12以及所述侧棱壁11与所述平板20围成允许射线通过的若干准直孔5。如图8和图9所示，所述波纹板10和若干所述平板20交替堆叠以形成所述准直器100，每相邻两所述波纹板10之间设置有一所述波纹板20，任一所述波纹板10上的所述波峰12和所述波谷12分别与其它所述波纹板10上的所述波峰12和所述波谷12对准，相应的所述波峰12或所述波谷12与所述平板20堆叠后的总板厚为X4，X4＝X1+X3＝X2。

步骤5，重复步骤4，交替堆叠所述波纹板和所述平板，直到获得预定尺寸的所述准直器。

本发明中，制作所述波纹板10′和加工所述波纹板10′不局限于本发明所涉及的设备与方法，还包括一切可能的其它设备和方法。在其它实施例中，步骤3可以位于步骤1之前。

本发明中，所述波纹板10和所述平板20可以由普通材料制成，然后再在所述波纹板10和所述平板20上镀上或者刷上射线吸收材料，或者采用其它的方式使所述波纹板10和所述平板20具有吸收射线的能力。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)所述波峰12和波谷12以及所述平板20的板厚小于所述侧棱壁11的板厚，使所述准直器100不同于现有技术中准直器中的波峰和波谷以及侧棱壁等厚的结构特征，丰富了放射性核素成像技术领域中准直器的结构特征，符合多样化发展的技术趋势。

(2)所述波峰12和波谷结构12的板厚X1与所述平板20的板厚X3之和等于所述侧棱壁11的板厚X2，使任意两相邻准直孔5之间的壁厚相等，从而确保所述准直器100上的所述准直孔5阵列在所述准直器100上均匀分布，进而有利于所述准直器100对射线进行均匀的准直，提高所述准直器100的准直效果。

上述说明是针对本发明较佳的实施例的详细说明，但上述实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡在本发明所揭示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均属于本发明所涵盖的专利范围。

Claims (12)

1.一种用于核医疗设备的准直器，可对入射到检测器上的射线进行准直，其特征在于：所述准直器包括若干波纹板和若干与波纹板交替排布的平板，每一所述波纹板包括波峰、波谷以及连接波峰与波谷的侧棱壁，所述波峰或所述波谷、侧棱壁与平板共同围成允许射线通过的准直孔，所述波峰、波谷及平板的板厚小于侧棱壁的板厚；

所述波峰与所述波谷的板厚相等，且均与所述平板的板厚之和为所述侧棱壁的板厚。

2.根据权利要求1所述的准直器，所述波纹板由能吸收射线的材料制成。

3.根据权利要求1所述的准直器，所述平板由能吸收射线的材料制成。

4.根据权利要求1所述的准直器，所述波峰与波谷相互平行，所述侧棱壁垂直连接波峰与波谷。

5.根据权利要求4所述的准直器，所述波峰、波谷及平板的板厚均为所述侧棱壁板厚的0.5倍。

6.根据权利要求1所述的准直器，任一所述波纹板上的所述波峰、波谷分别与其它所述波纹板上的波峰、波谷对齐，使任意相邻两所述准直孔间的总板厚相等。

7.一种制作权利要求 1所述的准直器的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，制作若干波纹板，使所述波纹板包括波峰、波谷以及连接波峰与波谷的侧棱壁；

步骤2，加工步骤一中所述的波纹板，使所述波峰处的板厚和所述波谷处的板厚均小于所述侧棱壁处的板厚；

步骤3，制作若干平板，使所述平板的板厚小于所述侧棱壁处的板厚；

步骤4，将一所述波纹板上的若干所述波峰或所述波谷堆设在一所述平板上，使若干所述波峰或所述波谷以及所述侧棱壁与所述平板围成允许射线通过的若干准直孔；

步骤5，重复步骤4，交替堆叠所述波纹板和所述平板，直到获得预定尺寸的所述准直器。

8.根据权利要求7所述的制作准直器的方法，所述步骤2中，所述波峰处的板厚和所述波谷处的板厚均被进一步加工到相等，且均等于所述侧棱壁处的板厚与所述平板的板厚之差。

9.根据权利要求8所述的制作准直器的方法，所述波峰处的板厚和所述波谷处的板厚以及所述平板的板厚均被加工为所述侧棱壁处的板厚的0.5倍。

10.根据权利要求7所述的制作准直器的方法，所述波峰与波谷相互平行，所述侧棱壁垂直连接波峰与波谷，步骤4中的堆设方式为：任一所述波纹板上的所述波峰和所述波谷分别与其它所述波纹板上相应的所述波峰和所述波谷对齐，使任意相邻两所述准直孔间的总板厚相等。

11.根据权利要求7所述的制作准直器的方法，所述波纹板采用能吸收射线的材料制成。

12.根据权利要求7所述的制作准直器的方法，所述平板采用能吸收射线的材料制成。