CN1936557A - X射线ct装置、x射线检测器及x射线检测器的配置方法 - Google Patents

X射线ct装置、x射线检测器及x射线检测器的配置方法 Download PDF

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Abstract

一种X射线CT装置，包括：用于发射X射线的X射线管，面向该X射线管的检测器，具有有多个狭槽和多个嵌入该狭槽的准直板的检测器，用于接收由检测器检测的数据的数据采集系统，用于重组来自数据采集系统的数据的计算机单元，以及用于依据该数据显示图像的显示器。

Description

X射线CT装置、X射线检测器及X射线检测器的配置方法
相关申请交叉参照
本发明是基于2005年9月22日提交的申请号为2005-276726的日本专利申请并要求其优先权，该申请的全部内容通过引用包括在此。
技术领域
本发明涉及X射线CT(计算机断层摄影)装置、X射线检测器、以及X射线检测器的制造方法。
背景技术
在X射线CT装置中，X射线从X射线管中射出，并通过准直器形成扇形X射线束。
X射线管、以及面向X射线管的圆弧形检测器和准直器围绕着目标对象转动。
检测器接收穿透目标对象的X射线，并从所接收的X射线中获得X射线信息作为信号。通过使用计算机处理X射线信息可获得目标对象的X射线断层摄影术图像。
从X射线管中射出的X射线，一部分直线传播并穿透目标对象，其它X射线被目标对象散射。
准直器具有设置在检测器前面的准直板。准直器消除从倾斜方向入射的散射X射线。直线传播并穿透了目标对象的X射线通过准直器。准直板在检测器前面形成X射线防护墙。检测器具有以一维或二维方式排列的检测元件。图17和图18示出了已知准直器和X射线检测器的立体图。图17示出了具有以一维方式排列的准直板的准直器。图18示出了具有以二维方式排列的准直板的准直器。在图17中，准直板50、51与检测元件阵列52一起示出。在图18中，准直板53与检测元件阵列54一起示出。以一维方式排列的准直器消除在特定一方向上的散射X射线，例如，通道方向。以二维方式排列的准直器在两个方向上消除散射X射线，例如，通道和断面方向。
在制造X射线检测器时，需要充分精确定位地装配准直器和X射线检测器。
这是因为如图17和图18所示，准直器与X射线检测器是分别制造的。
准直器可包含多个Mo(钼)板。X射线检测器可包含反射板。在装配过程中，需要在旋转方向上将准直器与X射线检测器定位成具有小间隙。但是，执行高精确定位的装配过程占用相当多的时间。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以高定位精度并在相对短的时间内制造的X射线CT装置。本发明的另一目的是提供一种可以高定位精度并在相对短的时间内制造的X射线检测器。本发明的又一目的是提供一种可以高定位精度并在相对短的时间内制造X射线检测器的方法。
1.根据本发明一实施方式，提供一种X射线CT装置，它包括：配置成发射X射线的X射线管；面向着该X射线管的检测器，该检测器具有一有多个狭槽且狭槽中嵌入多个准直板的检测元件；配置成接受由该检测器检测的数据的数据采集系统；配置成对来自该数据采集系统的数据进行重组的计算机单元；以及配置成显示依据该数据的图像的显示器。
2.根据本发明另一实施方式，提供一种X射线CT装置，它包括：配置成发射X射线的X射线管；面向着该X射线管的检测器，该检测器具有一有多个第一与第二狭槽的检测元件，诸第一狭槽平行于断面方向加工并在通道方向上间隔形成，诸第二狭槽平行于通道方向加工并在断面方向上间隔形成，在第一和第二狭槽中填充有粘合性反射材料；配置成接受由该检测器检测的数据的数据采集系统；配置成对来自该数据采集系统的数据进行重组的计算机单元；配置成显示依据该数据的图像的显示器；以及该多个嵌入第一和第二狭槽中的准直板。
3.根据本发明另一实施方式，提供一种X射线检测器，它包括：一检测元件，其具有多个狭槽以及多个嵌入诸狭槽的准直板。
4.根据本发明另一实施方式，提供一种X射线检测器，它包括：一检测器元件，其具有多个平行于断面方向加工并在通道方向上间隔形成的第一狭槽、和多个平行于通道方向加工并在断面方向上间隔形成的第二狭槽，填充在狭槽中的粘合性反射材料，以及嵌入第一和第二狭槽的多个准直板。
5.根据本发明另一实施方式，提供一种制造X射线检测器的方法，它包括：在检测元件中加工多个狭槽，向狭槽中注入粘合性反射材料，以及将多个准直板嵌入狭槽中。
6.根据本发明另一实施例，提供一种制造X射线检测器的方法，它包括：在检测元件中平行于断面方向加工多个第一狭槽，在检测元件中平行于通道方向加工多个第二狭槽，向平行于断面方向的狭槽中注入粘合性反射材料，向第二狭槽中注入粘合性反射材料，将多个第一准直板嵌入第一狭槽中，将多个第一准直板嵌入第二狭槽中，以及抛光检测元件上与狭槽形成侧相对的区域。
附图说明
被包括进本说明书中、并构成其一部分的附图，示出了本发明的示例性实施方式，且与上面给出的概括性描述以及下面给出的详细描述一起，用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明的X射线CT装置一种实施例的示意图。
图2是根据本发明的检测器一种实施例的立体图。
图3是根据本发明的检测器另一实施例的立体图。
图4是示出根据本发明的检测元件实施例的狭槽加工的立体图。
图5是显示根据本发明的检测元件实施例的狭槽加工过程的横截面视图。
图6是显示向根据本发明实施例的检测元件中注入粘合性反射材料的立体图。
图7是显示将准直板嵌入根据本发明实施例的检测元件中的立体图。
图8是显示准直板嵌入在根据本发明实施例的检测元件中的横截面视图。
图9是显示根据本发明实施例的检测元件的抛光位置的横截面视图。
图10是显示根据本发明实施例X射线通路的横截面视图。
图11是显示根据本发明实施例的检测元件的狭槽加工的立体图。
图12是显示向根据本发明实施例的检测元件中注入粘合性反射材料的立体图。
图13是显示将准直板嵌入根据本发明实施例的检测元件中的横截面视图。
图14是显示准直板嵌入在根据本发明实施例的检测元件中的立体图。
图15是显示根据本发明实施例的检测元件的抛光位置的横截面视图。
图16是显示对根据本发明实施例的检测元件进行抛光的横截面视图。
图17是传统准直器和准直板的立体图。
图18是另一传统准直器和准直板的立体图。
具体实施方式
图1示出了一种X射线CT装置。在图1中，从X射线管1中射出的X射线用环形准直器2形成扇形X射线束。
X射线管1、面朝X射线管1的检测器10及环形准直器2围绕目标对象3转动。
检测器10从透过目标对象3的X射线中获驱X射线信息作为信号。通过使用计算单元4b处理信号来获得目标对象3的X射线断层摄影图像。
从X射线管1射出的X射线一部分直线传播并穿透目标对象3，而其它X射线被目标对象3散射。
准直器2具有设置在检测器10前面的准直板。准直器消除从倾斜方向入射的散射X射线。准直器使直线传播并穿透目标对象3的X射线通过。
准直板在以一维或二维方式排列的检测器10的前面起到X射线防护墙的作用。检测器10从所接收的透过了目标对象3的X射线中获取X射线信息作为信号。目标对象3置于检查台3a上。
X射线信息从检测器10送到数据采集系统4a。将从数据采集系统4a获得的数据送到计算单元4b以在显示器4c上显示断层摄影图像。计算单元4b存储并重组这些数据。在美国专利US6188744中，其全部内容通过引用包括于此。
图2是显示根据本发明一实施例的具有以一维方式排列的准直器的检测器10的立体图。
图3是显示具有以二维方式排列的准直器的检测器10的立体图。一个狭槽与另一个狭槽之间的间隔可以是规则的也可以是不规则的。
在图2所示的实施例中，构成检测器10一部分的叠层X射线检测元件11检测所接收的X射线的量。
检测器10是通过交替地粘合分别在通道方向(检测器10的转动方向)上延伸的细长方形X射线检测元件11和细长方形反射器17(反射材料)、并且在断面方向上邻近地排列来形成。
如图4所示，在通道方向上设置有多个已经在叠层X射线检测元件11的断面方向上加工的狭槽12。
板状的X射线防护板(准直板)13嵌入在每一个狭槽12中。在图4中，刀片9被用来加工狭槽12。
X射线防护板13吸收那些不直线进入检测器10的X射线(散射X射线)。
如图8所示，X射线防护板13在设置时通过间隙控制使其不接触到狭槽12的底部。
执行间隙控制，从而使嵌入的X射线防护板13不接触到狭槽的底部。
在嵌入X射线防护板13之后，如图8所示，用闪烁体(X射线检测元件)抛光工具来抛光叠层X射线检测元件11的底面。
如果X射线防护板13接触到狭槽12的底部，叠层X射线检测元件11的背面不会被抛光工具9抛光。这是因为X射线防护板13是由坚硬的难以抛光的金属制成。在除抛光区之外的地方形成X射线防护板13。因此，如果抛光工具能够抛光叠层X射线检测元件11和X射线防护板13，间隙控制可能并非总是必要的。将起到粘合剂作用的反射材料涂到狭槽12中。反射材料是一种凝胶状材料。如图6所示，在涂了反射材料后使之硬化，则该反射材料的作用像粘合剂一样。
在涂起到粘合剂作用的反射材料15并使之硬化之前，将X射线防护板13嵌入狭槽12中。
在该实施例中，可以不必像传统结构那样执行反射板15和X射线防护板13的定位。
这是因为起到粘合剂作用的反射材料15与X射线防护板13是结合在一起的，如图7所示。
如图10所示，这种结构使得X射线易于到达设置于X射线检元件11底侧的光电二极管6。这是因为反射材料15反射在叠层X射线检测元件11中的X射线。
通过在垂直于通道方向的断面方向上相邻地排列的方式了安装防护板，就可以吸收通道方向地散射X射线。
在图3中，使用板状X射线检测元件21来形成X射线防护板23和X射线防护板13a，不同于图2中所示的叠层X射线检测元件。
如图13所示，一梳状X射线防护板23嵌入到加工成垂直于薄片方向的板状X射线检测元件21中的多个狭槽22的每一个之中。如图14所示，将X射线防护板13嵌入断面方向上加工在板状X射线检测元件21中的多个狭槽12a的每一个之中。
如图12所示，将起到粘合剂作用的反射材料15a涂到狭槽22和狭槽12a中。在涂了反射材料15a之后，将梳状X射线防护板23嵌入。
如图15所示，和传统结构不同，并不总是需要执行反射板和X射线防护板13a、23的定位。
通过在垂直于通道方向的方向上安置X射线防护板13a，可消除在通道方向上的散射X射线。
此外，如图10所示，通过在与断面方向垂直的方向上安置梳状X射线防护板23可消除断面方向上的散射X射线。
尽管在图3中，在垂直于断面方向的方向上安置的是梳状X射线防护板23，但是X射线防护板不限于梳状结构或形状。可使用独立片状X射线防护板代替梳状X射线防护板。可混合使用独立片状和梳状X射线防护板。
板状X射线防护板13a和梳状X射线防护板用钼(Mo)制成，因为Mo是一种高速率X射线拦截材料。然而，可用另一种材料代替Mo。
将参照图4到图9来解释图2中的检测器10的制造方法。
(1)在图4中，对叠层X射线检测元件11的上表面进行抛光，发射器(反射材料)17在通道方向上安置至该表面的。抛光是用磨石或抛光机器进行以形成狭槽12。
(2)在图4中，狭槽12的加工过程是使用刀片9作为加工工具在平行于断面方向的方向上进行的。狭槽12分别在向着X射线焦点的方向上形成。狭槽12没有延伸出叠层X射线检测元件11。例如，如图4和图5所示，从叠层X射线检测器11的下表面到狭槽12留有剩下的约0.3mm的深度。
然而，如果叠层X射线检测元件11的下表面用蜡等固定以避免断裂，则狭槽12可延伸出叠层X射线检测元件11的下表面。
(3)如图6所示，起到粘合剂作用的反射材料15注入狭槽12。
(4)在狭槽12中嵌入X射线防护板13。如图7和图8所示，X射线防护板13嵌入得不接触到狭槽12的底部。
(5)如图9所示，在反射材料1 5硬化之后，将叠层X射线检测元件11的下表面抛光到可看到反射材料15的位置。
将参照图11到图16解释图3中的检测器的制造方法。
(1)如图11中所示，抛光X射线检测元件21的上表面。
(2)在通道方向和断面方向上使用刀片9抛光X射线检测元件21。在向着X射线管焦点的方向上，分别形成狭槽12a和狭槽22。
狭槽12a和狭槽22没有延伸出叠层X射线检测元件11。例如，如图11所示，从叠层X射线检测器11的下表面到狭槽12a剩下约0.3mm的深度。将狭槽12a定义为第一狭槽，将狭槽22定义为第一狭槽。
(3)如图12所示，将反射材料15注入狭槽12a和狭槽22。
(4)在注入之后，将梳状X射线防护板23嵌入狭槽22。然后，将X射线防护板23嵌入狭槽12a。
如图13到图15所示，X射线防护板13设置成不接触狭槽12a和狭槽22的底部。
(5)如图16所示，在反射材料硬化之后，将叠层X射线检测元件21的下表面抛光到可以看到反射材料15的位置。
图3中的检测器20不但可吸收和拦截通道方向上的散射X射线，也可吸收和拦截断面方向上的，因为检测器20具有蜂窝结构，与图2中的检测器10形成对照。
结果，检测器20具有在高速扫描中可成孔(bore)的结构。
因为是将X射线防护板13a和梳状X射线防护板23直接嵌入X射线检测元件21，所以可以省去定位过程以减少一个制造步骤、增加精确度、并改善强度。
其它优点及改进对于本领域技术人员是显然的。因此，本发明在更广泛的方面并不局限于这些细节以及在此显示并描述的代表性实施例。
因此，可进行各种更改，而不背离由所附权利要求及其等效方案所限定的总的发明思想的精神和范围。

Claims (12)

1.一种X射线CT装置，其特征在于，它包括：
X射线管，用于发射X射线；
检测器，面向X射线管，所述检测器具有一有多个狭槽及嵌入所述狭槽的多个准直板的检测元件；
数据采集系统，被配置成接收由所述检测器检测的数据；
计算机单元，被配置成对来自所述数据采集系统的数据进行重组；以及
显示器，被配置成依据所述数据显示图像。
2.如权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，粘合性反射材料填充于狭槽中。
3.如权利要求1所述的X射线CT装置，其特征在于，所述狭槽被加工成平行于断面方向。
4.一种X射线CT装置，其特征在于，它包括：
X射线管，被配置成发射X射线；
检测器，面向X射线管，所述检测器具有一有多个第一和第二狭槽的检测元件，所述第一狭槽加工成平行于断面方向、且在通道方向上间隔形成，所述第二狭槽加工成平行于通道方向、且在断面方向上间隔形成；
粘合性反射材料，其填充在所述第一和第二狭槽中；
数据采集系统，被配置成接收由所述检测器检测的数据；
计算单元，被配置成对来自所述数据采集系统的数据进行重组；以及
显示器，被配置成依据所述数据显示图像；
多个准直板，它们嵌入在所述第一和第二狭槽中。
5.一种X射线检测器，其特征在于，它包括：
检测元件，其具有多个狭槽；以及
多个准直板，它们嵌入在所述狭槽中。
6.如权利要求5所述的X射线检测器，其特征在于，具有粘合功能的反射材料注入狭槽中。
7.如权利要求6所述的X射线检测器，其特征在于，狭槽加工成平行于断面方向。
8.一种X射线检测器，其特征在于，它包括：
检测元件，其具有多个加工成平行于断面方向、且在通道方向上间隔形成的第一狭槽，以及多个加工成平行于通道方向、且在断面方向上间隔形成的第二狭槽；
粘合性反射材料，其填充到所述狭槽中；以及
多个准直板，它们嵌入在所述第一狭槽和第二狭槽中。
9.一种制造X射线检测器的方法，其特征在于，它包括：
在一检测元件中加工多个狭槽；
将粘合性反射材料注入所述狭槽；以及
将多个准直器嵌入所述狭槽中。
10.如权利要求9所述的制造X射线检测器的方法，还包括：
抛光所述检测元件上所述狭槽形成侧背面的区域。
11.如权利要求9所述的制造X射线检测器的方法，其特征在于，其中所述狭槽平行于断面方向加工。
12.一种制造X射线检测器的方法，其特征在于，它包括：
在检测元件中平行于断面方向加工多个第一狭槽；
在检测元件中平行于通道方向加工多个第二狭槽；
向平行于断面方向的所述第一狭槽中注入粘合性反射材料；
向所述第二狭槽中注入所述粘合性反射材料；
将多个第一准直板嵌入到所述第一狭槽中；
将多个第一准直板嵌入到所述第二狭槽中；以及
将所述检测元件的狭槽形成侧背面的区域抛光。
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