CN202013751U - 一种准直器和一种包括该准直器的ct设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种准直器，包括一准直板(207)，该准直器还包括：一个由钨塑料合成物制成的屏蔽箱(202，204)，该屏蔽箱在顶部和底部分别具有一开口；一用于支撑所述屏蔽箱(202，204)的支撑部件(203，205，206，210)；其中，所述准直板(207)设置在所述屏蔽箱或者所述支撑部件上。本实用新型还公开了一种包括所述准直器的CT设备。与单纯用屏蔽箱自身相比，本实用新型在没有降低屏蔽性能的条件下，减少了准直器的体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及对X射线进行准直的技术领域，特别是一种准直器、以及一种包括该准直器的CT(计算机X射线断层扫描)设备。
背景技术
在CT设备中，X射线从X射线管发射出来之后，需要经过准直器的准直之后，才照射到待检对象，然后由探测器接收。准直器的主要作用是，将X射线限制为在Z方向和Ψ平面的扇形束，并且在其它方向屏蔽X射线。准直器对于保护病人和操作者免收过量的辐射剂量至关重要。
图1和图2为CT设备的部分结构的示意图，其中图1显示了CT设备在YZ平面的截面示意图，图2显示了CT设备在XY平面的截面示意图。如图1和图2所示，CT设备包括一X射线管100、一准直器200、一病床300以及一探测器400。X射线管发出的X射线束500经过准直器200准直之后，穿过位于病床300上的病人600，然后到达探测器400，探测器400接收到X射线后，将X射线强度转换为电信号，并传输给图像重建装置重建出CT图像。由于本实用新型主要涉及准直器200，所以在图中没有显示CT设备的其它零部件。
在现有的准直器中，主要使用铅作为屏蔽材料。然而，铅是具有毒性的，可能对人体或者环境造成伤害。现有的准直器已经做了充分的防护措施，在实际操作中不会对人体或者环境造成伤害。虽然如此，西门子仍然致力于减少甚至去除铅在准直器中的使用。
目前符合安全标准(例如欧盟的《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(RoHS))的屏蔽材料比较昂贵。并且，由于准直器在CT设备狭小的旋转部分上，所以很难采用大量的轻金属(例如钢)来代替铅，因为实现同样的屏蔽性能需要大量的轻金属而旋转部分没有空间容纳如此多的轻金属。
西门子公司的德国专利申请DE102007028231A1公开了一种准直器，其中使用了钨塑料合成物作为准直器的屏蔽材料。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种准直器，用以在不降低屏蔽性能的条件下减少准直器的体积。本实用新型还提出一种使用该准直器的CT设备。
因此，本发明提供了一种准直器，包括一准直板，该准直器还包括：
一个由钨塑料合成物制成的屏蔽箱，该屏蔽箱在顶部和底部分别具有一开口；
一用于支撑所述屏蔽箱的支撑部件；
其中，所述准直板设置在所述屏蔽箱或者所述支撑部件上。
优选地，所述屏蔽箱包括一块盖板和一个箱体；其中，所述盖板具有一开口，所述箱体在底部具有一开口。
优选地，所述箱体为一体成型制成。
所述屏蔽箱的厚度为1.5-4.0mm。优选地，所述屏蔽箱的厚度均匀；或者，所述屏蔽箱的箱体底部最厚，而盖板最薄。
优选地，所述钨塑料合成物的密度为9-11g/cm3，或者所述钨塑料合成物中钨的含量为94-96wt％。
优选地，所述钨塑料合成物为钨和聚己内酰胺的混合物经注塑成型而成。
所述支撑部件包括一块底板、一块盖板、一块侧板和一个U形板；其中，所述底板和所述盖板分别具有一开口。
所述支撑部件为板金件和铝合金机加件的组合。
优选地，所述准直器还包括一固定过滤器，该固定过滤器位于所述屏蔽箱底部开口的上方，并与所述屏蔽箱固定相连。
所述准直器还包括至少一个可动过滤器；在所述屏蔽箱上设置有导轨，所述移动过滤器通过所述导轨移动至所述屏蔽箱顶部开口和底部开口之间，或者从所述屏蔽箱顶部开口和底部开口之间移开。
所述准直板包括一具有复数个槽的板。或者，所述准直板包括复数个夹板，这些夹板通过设置在支撑部件上的马达、丝杆或者直线电机而移动。
所述准直器还包括一预准直板，设置在所述支撑部件的上方，所述预准直板具有一与所述屏蔽箱的顶部开口相应的开口。
本发明还公开了一种CT设备，包括如上所述的准直器，所述准直器设置在CT设备的旋转部分。
从上述方案中可以看出，由于本实用新型的准直器主要设计为屏蔽箱和支撑部件两个部分，屏蔽箱用于屏蔽反射或散射的X射线，支撑部件用于提供必要的强度和刚度来支撑屏蔽箱。由于提供相同的强度和刚度，支撑部件所用材料远远小于屏蔽箱所用材料，因此与单纯用屏蔽箱自身相比，本实用新型在没有降低屏蔽性能的条件下，减少了准直器的体积。
附图说明
下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
图1为CT设备在YZ平面的截面示意图。
图2为CT设备在XY平面的截面示意图。
图3为根据本实用新型一实施例的准直器在YZ平面的截面示意图。
图4为根据本实用新型一实施例的准直器在XY平面的截面示意图。
在上述附图中，所用的附图标记包括：
100X射线管 200准直器 300病床 400探测器
500X射线束 600病人
201预准直板 202盖板 203顶板 204箱体
205U形板 206底板 207准直板 208可动过滤器
209固定过滤器 210侧板 211线性马达
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。
图3和图4显示了根据本实用新型一实施例的准直器的示意图。其中，图3为准直器在YZ平面的截面示意图，图4为准直器在XY平面的截面示意图。
如图3和图4所示，根据本实用新型一实施例的准直器200为箱状，并且具有一个上开口和一个下开口，由X射线管100(图中未显示)发出的X射线束500从穿过上开口和下开口，形成一束准直后的X射线束。
如图所述，准直器200主要包括一准直板207、一个由钨塑料合成物制成的屏蔽箱和一个用于支撑屏蔽箱的支撑部件，该支撑部件从屏蔽箱的外部支撑着屏蔽箱，支撑部件和屏蔽箱之间可以通过诸如螺丝、焊接、铆接等多种方式连接。准直板207用于在Z方向准直和在XY平面(Ψ平面)准直X射线束500。
屏蔽箱在顶部具有一个开口，供X射线束进入准直器200；在底部具有一个开口，X射线束从下开口离开准直器。
众所周知，材料的屏蔽性能通常与材料的密度成正比，密度越高，屏蔽性能越好。高密度的材料一般由高原子序数的金属制成。本申请的发明人经过比较发现，考虑到经济和是否具有毒性的因素，钨是用作屏蔽材料的一个较佳选择。然而，使用纯钨或者钨合金，则会由于复杂的制造工艺而导致较高的成本。发明人经研究发现，使用钨塑料合成物，则可以利用简单的制造工艺，并且消耗较少能量，还具有较高的原材料使用效率，从而能够降低制造成本。
在本实用新型中，制成屏蔽箱所用的钨塑料合成物的密度约为9-11g/cm3。如果密度更大，则可以提供更好地屏蔽性能，但是钨塑料合成物的机械强度和刚度却下降了，例如变得更脆而容易破碎。按照重量百分比，钨塑料合成物中的钨的含量约为94-96wt％(重量百分比)，其余为塑料，优选地采用尼龙6(聚己内酰胺)等强度较高、弹性较好、且热变形点较高的塑料。钨塑料合成物(优选地为钨尼龙合成物)的热变形点大于等于70℃，以保证在准直器的使用过程中不会由于高温而变形。经过比较发现，本申请采用的钨塑料合成物，与铅相比，具有相当的屏蔽能力，并且具有更好的机械性能。
可以通过以下步骤制造本实用新型的屏蔽箱。首先，混合钨粉和塑料，其中钨粉中钨颗粒的直径小于50微米。在该步骤中，需要将钨粉和塑料充分混合均匀。然后，通过注塑成型而制成屏蔽箱。在注塑过程中，需要大于等于135兆帕斯卡(MPa)的注射压强，这样可以让钨塑料合成物在注塑过程中更加均匀。优选地，设置注入口的位置，使得从注入口到注射模末端的混合物通道长度(L)与注射模的厚度(t)的比例(L/t)小于等于70。优选地，在注射模中设置热流道，帮助保温，从而有利于保证钨塑料混合物的混合均匀度。
如图3和图4所示，屏蔽箱包括一块盖板202和一个箱体204，其中，盖板202具有开口，以供X射线束射入，箱体204在底部具有开口，以供X射线束射出。箱体可以包括复数块屏蔽板，并且由这些屏蔽板组合而成。优选地，箱体204经过上述注塑成型手段一体成型而制成，这样可以防止在各个屏蔽板之间可能存在的X射线泄露。
在所示的实施例中，屏蔽箱的厚度为1.5-4.0mm。屏蔽箱各个部分的厚度可以是均匀的，也可以是不均匀的。本申请的发明人经研究发现，基于屏蔽箱内X射线的分布，可以优选地设置屏蔽箱的底部最厚，侧部次之，顶部(盖板202)最薄，这样在没有降低屏蔽性能的情况下，减少了屏蔽箱的厚度。
如图3和图4所示，支撑部件包括一块底板206、一块侧板210和一个U形板205。这些板可以通过螺丝、焊接、铆接等方式连接在一起。支撑部件优选采用板金件和铝合金机加件的组合，从而便于制造。
准直板207可以设置在屏蔽箱(例如U形板204)上，也可以设置在支撑部件(例如底板206)上。不妨以准直板207设置在底板206上为例描述本实用新型的一个实施方式。准直板207可以是在上面开有复数个槽的一块板，通过移动准直板207，让X射线束通过不同的槽，从而达到不同的准直效果。准直板207也可以包括复数个(例如两个)夹板，通过设置夹板之间距离，可以形成不同大小的X射线束，从而实现准直。优选地，在底板206上设置有一个马达(用来移动开有复数个槽的准直板)或者复数个马达(分别用来移动夹板)。这里的马达也可以用丝杆、直线电机等类似的装置来代替。
如图所示，准直器200可以包括一个固定过滤器209，该固定过滤器209设置在屏蔽箱内，位于下开口的上方，与屏蔽箱连接。优选地，屏蔽箱的箱体204的底部具有一个凹部，以容纳固定过滤器209。相应地，支撑部件的底板206也具有一个凹部。固定过滤器209主要用来过滤低能X射线。
更优选地，准直器200还可以包括一个可动过滤器208，该可动过滤器108设置在屏蔽箱内，位于固定过滤器209的上方。移动过滤器208通过设置在屏蔽箱箱体204上的导轨而移动，在需要使用移动过滤器208时，移动至固定过滤器209或屏蔽箱底部开口与屏蔽箱顶部开口之间(X射线束500上)，在不需要使用时，从上述位置移开，移动至屏蔽箱内的一旁(X射线束500之外)。可动过滤器208主要用来过滤低能X射线，以进一步增强准直器200的过滤能力，保证X射线的能量在所需范围内。
如图3和图4所示，准直器200还可以进一步包括一预准直板201。预准直板201设置在支撑部件的顶板203上，可以位于支撑部件的外部。预准直板201由高密度的合金制成，用于预先限制X射线束的形状。
本实用新型的CT设备包括如上所述的一种准直器200。准直器200设置在CT设备的旋转部分。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种准直器，包括一准直板(207)，其特征在于，该准直器还包括：
一个由钨塑料合成物制成的屏蔽箱(202，204)，该屏蔽箱在顶部和底部分别具有一开口；
一用于支撑所述屏蔽箱(202，204)的支撑部件(203，205，206，210)；
其中，所述准直板(207)设置在所述屏蔽箱或者所述支撑部件上。
2.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述屏蔽箱包括一块盖板(202)和一个箱体(204)；其中，所述盖板具有一开口，所述箱体在底部具有一开口。
3.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述屏蔽箱的厚度为1.5-4.0mm。
4.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述屏蔽箱的厚度均匀；
或者，所述屏蔽箱的箱体(204)底部最厚，而盖板(202)最薄。
5.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述支撑部件包括一块底板(206)、一块盖板(203)、一块侧板(210)和一个U形板(205)；其中，所述底板和所述盖板分别具有一开口。
6.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述支撑部件为板金件和铝合金机加件的组合。
7.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述准直器还包括一固定过滤器(209)，该固定过滤器位于所述屏蔽箱底部开口的上方，并与所述屏蔽箱固定相连。
8.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述准直器还包括至少一个可动过滤器(208)；
在所述屏蔽箱上设置有导轨，所述移动过滤器通过所述导轨移动至所述屏蔽箱顶部开口和底部开口之间，或者从所述屏蔽箱顶部开口和底部开口之间移开。
9.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述准直板(207)包括一具有复数个槽的板；
或者，所述准直板(207)包括复数个夹板，这些夹板通过设置在支撑部件上的马达、丝杆或者直线电机而移动。
10.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于，所述准直器还包括一预准直板，设置在所述支撑部件的上方，所述预准直板具有一与所述屏蔽箱的顶部开口相应的开口。
11.一种CT设备，包括如权利要求1-10所述的准直器，所述准直器设置在CT设备的旋转部分。
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