一种具有准直通道层的高分辨率X射线探测器的制作方法

一种具有准直通道层的高分辨率x射线探测器
技术领域
1.本实用新型涉及x射线探测器技术领域，尤其涉及一种具有准直通道层的高分辨率x射线探测器。


背景技术：

2.x射线探测器是ct成像设备的核心，将肉眼看不到的“x射线”转换为最终能转变为图像的“数字化信号”，其分辨率直接影响着ct成像质量。
3.目前的x射线探测器，普遍是x射线经过闪烁体层转化成可见光后直接到达接收层，由接收层的图像传感器进行采集。光线在传输过程中会发生散射、噪声大，影响x射线探测器的分辨率。此外，由于闪烁体层无法将x射线全部转化为可见光，未被转化的x射线同步到达接收层，不仅不能被接收层接收还会损伤接收层，降低接收层图像传感器的使用寿命。
4.以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，能够吸收掉部分散射光线和绝大部分未被转化的x光，将其余可见光准直，实现提高x射线探测器的分辨率和使用寿命。
6.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，包括壳体、以及依次设置在所述壳体内部的密封层、闪烁体层、准直通道层、图像传感器和电路板；
8.所述密封层、闪烁体层和准直通道层依次堆叠，所述密封层覆盖所述闪烁体层的感光面以及所述闪烁体层和准直通道层的侧面；
9.所述准直通道层与所述图像传感器之间设有一定间隙；
10.所述图像传感器的输出端和所述电路板的输入端电连接；
11.所述准直通道层由若干根光导纤维排列组合而成，并且每根所述光导纤维的轴线垂直于所述闪烁体层的感光面。
12.进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述准直通道层的厚度大于等于0.8mm且小于等于1.6mm。
13.进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述光导纤维包括圆柱状的芯层和包裹所述芯层的皮层；
14.所述皮层采用低折射率玻璃制成；
15.所述芯层采用高折射率玻璃制成。
16.进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述闪烁体层采用
碘化铯制成。
17.进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述准直通道层与所述图像传感器之间的间隙填充有耦合剂。
18.进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述耦合剂为硅脂类的光学凝胶。
19.进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述密封层的面积不小于与所述闪烁体层的感光面尺寸；和/或，
20.所述准直通道层的面积不小于所述闪烁体层的感光面尺寸。
21.进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述密封层采用派瑞林制成。
22.进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述准直通道层与所述图像传感器之间的间隙为空气层。
23.进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述壳体包括由pc材料制成的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体固定连接。
24.本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：
25.a.本实用新型的x射线探测器在闪烁体层和图像传感器直接设置准直通道层，准直通道层采用光导纤维排列组成，能够将通过准直通道层的大部分可见光准直呈垂直状态到达图像传感器，并吸收其余呈散射状的无法准直的可见光，从而提高性噪比，提高x射线探测器的分辨率；
26.b.本实用新型提供的准直通道层还能够吸收未被转化为可见光的x射线，减少未被转化为可见光的x射线对图像传感器的伤害，进而提高图像传感器以及x射线探测器的使用寿命。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型的一个示例性实施例提供的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器的结构示意图；
29.图2为本实用新型的一个示例性实施例提供的密封层、闪烁体层和准直通道层堆叠结构的剖视示意图；
30.图3为本实用新型的一个示例性实施例提供的密封层、闪烁体层和准直通道层堆叠结构的立体结构剖视示意图；
31.图4本实用新型的一个示例性实施例提供的准直通道层的光导纤维排列的显微图像；
32.图5本实用新型的一个示例性实施例提供的光导纤维准直光线的原理示意图。
33.其中，附图标记包括，1-壳体，11-上壳体，12-下壳体，2-密封层，3-闪烁体层，4-准直通道层，5-图像传感器，6-电路板。
具体实施方式
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
35.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
36.在本实用新型的一个实施例中，参见图1、图2和图3，提供了一种具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，包括壳体1、以及依次设置在所述壳体1内部的密封层2、闪烁体层3、准直通道层4、图像传感器5和电路板6。所述壳体1包括由pc材料制成的上壳体11和下壳体12，所述上壳体11和下壳体12固定连接，通常采用点胶方式将所述上壳体11和下壳体12粘连在一起。所述图像传感器5的输出端和所述电路板6的输入端电连接，所述电路板6通过机械限位方式固定安装在所述下壳体12的内侧。
37.其中，所述密封层2、闪烁体层3和准直通道层4依次堆叠，如图1中所示的所述闪烁体层3的上表面为感光面，所述密封层2覆盖所述闪烁体层3的感光面以及所述闪烁体层3和准直通道层4的侧面，即如图1和2中所示的所述闪烁体层3的上表面和侧面以及所述准直通道层4的侧面均被所述密封层2包裹、覆盖，所述准直通道层4的底面上未设置有所述密封层2层。优选地，所述密封层2的面积不小于与所述闪烁体层3的感光面尺寸，并且所述准直通道层4的面积不小于所述闪烁体层3的感光面尺寸。所述密封层2采用派瑞林制成，其用于对所述闪烁体层3进行密封防水保护，在实际应用中，所述密封层2可通过气相沉积的镀膜方式实现与所述闪烁体层3和准直通道层4连接。
38.在本实施例中，所述闪烁体层3用于将x射线转化为可见光，其优选地采用碘化铯制成，碘化铯对x射线具有高闪烁效率、高空间分辨率、高光谱敏感性和高灵敏度的特点。在本实用新型的一个实际应用中，所述闪烁体层3通过化学气相真空沉积方式生长在所述准直通道层4的表面。
39.在本实施例中，参见图4，所述准直通道层4由若干根光导纤维排列组合而成，并且每根所述光导纤维的轴线垂直于所述闪烁体层3的感光面。参见图5，光导纤维能够将通过其的光线准直，使得通过所述准直通道层4的大部分可见光准直呈垂直状态到达图像传感器，并吸收其余呈散射状的无法准直的可见光，从而提高性噪比，提高x射线探测器的分辨率。所述光导纤维包括圆柱状的芯层和包裹所述芯层的皮层；所述皮层采用低折射率玻璃制成；所述芯层采用高折射率玻璃制成。在实际应用中，一个所述准直通道层4包括数千万根4-10微米级的光导纤维。优选地，所述准直通道层4的厚度大于等于0.8mm且小于等于1.6mm。
40.所述准直通道层4与所述图像传感器5之间设有一定间隙，所述图像传感器5用于将可见光转化为电信号，完成图像采集。优选地，所述准直通道层4与所述图像传感器5之间的间隙填充有耦合剂，所述耦合剂优选硅脂类的光学凝胶。或者，所述准直通道层4与所述图像传感器5之间的间隙为空气层，所述准直通道层4与所述图像传感器5通过空气耦合连接。所述准直通道层4同时能够吸收未被转化为可见光的x射线，减少未被转化为可见光的x射线对图像传感器的伤害，进而提高图像传感器以及x射线探测器的使用寿命。
41.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.以上所述仅是本技术的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，包括壳体(1)、以及依次设置在所述壳体(1)内部的密封层(2)、闪烁体层(3)、准直通道层(4)、图像传感器(5)和电路板(6)；所述密封层(2)、闪烁体层(3)和准直通道层(4)依次堆叠，所述密封层(2)覆盖所述闪烁体层(3)的感光面以及所述闪烁体层(3)和准直通道层(4)的侧面；所述准直通道层(4)与所述图像传感器(5)之间设有一定间隙；所述图像传感器(5)的输出端和所述电路板(6)的输入端电连接；所述准直通道层(4)由若干根光导纤维排列组合而成，并且每根所述光导纤维的轴线垂直于所述闪烁体层(3)的感光面。2.根据权利要求1所述的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，所述准直通道层(4)的厚度大于等于0.8mm且小于等于1.6mm。3.根据权利要求1所述的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，所述光导纤维包括圆柱状的芯层和包裹所述芯层的皮层；所述皮层采用低折射率玻璃制成；所述芯层采用高折射率玻璃制成。4.根据权利要求1所述的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，所述闪烁体层(3)采用碘化铯制成。5.根据权利要求1所述的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，所述准直通道层(4)与所述图像传感器(5)之间的间隙填充有耦合剂。6.根据权利要求5所述的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，所述耦合剂为硅脂类的光学凝胶。7.根据权利要求1所述的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，所述密封层(2)的面积不小于与所述闪烁体层(3)的感光面尺寸；和/或，所述准直通道层(4)的面积不小于所述闪烁体层(3)的感光面尺寸。8.根据权利要求1所述的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，所述密封层(2)采用派瑞林制成。9.根据权利要求1所述的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，所述准直通道层(4)与所述图像传感器(5)之间的间隙为空气层。10.根据权利要求1所述的具有准直通道层的高分辨率x射线探测器，其特征在于，所述壳体(1)包括由pc材料制成的上壳体(11)和下壳体(12)，所述上壳体(11)和下壳体(12)固定连接。

技术总结
本实用新型公开了一种具有准直通道层的高分辨率X射线探测器，包括壳体、以及依次设置在壳体内部的密封层、闪烁体层、准直通道层、图像传感器和电路板；其中，密封层、闪烁体层和准直通道层依次堆叠，密封层覆盖闪烁体层的感光面以及闪烁体层和准直通道层的侧面；准直通道层与图像传感器之间设有一定间隙；图像传感器的输出端和电路板的输入端电连接；准直通道层由若干根光导纤维排列组合而成，并且每根光导纤维的轴线垂直于闪烁体层的感光面。本实用新型通过准直通道层能够吸收掉部分散射光线和绝大部分未被转化的X光，将其余可见光准直，实现提高X射线探测器的分辨率和使用寿命。现提高X射线探测器的分辨率和使用寿命。现提高X射线探测器的分辨率和使用寿命。


技术研发人员：王宗宝 菅俊伟 刘建强
受保护的技术使用者：江苏康众数字医疗科技股份有限公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/7/28