CN201066388Y - 光电池数字平行板探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及医学摄影成像技术领域，属于医学X线摄影成像装置的改进，特别是光电池数字平行板探测器，在铝质外壳内设置着板面上均布有通孔的金属板，在金属板的下面安装着探测板，探测板为在绝缘衬板上均布设置着相互呈间隔排列的光电池和粘贴有闪烁晶体的光电池，金属板上均布的通孔与粘贴有闪烁晶体的光电池一一对应，相互呈间隔排列的光电池和粘贴有闪烁晶体的光电池之间构成的像素间距上设置着隔离铅条，光电池的输出端连接着数据输出线。本实用新型不仅可以使X光拍片和透视直接转换成数字图像，代替X线胶片或透视的荧光屏或X摄像头，而且扫描时间短，成像清晰度高，照射的X线剂量低，使用要求条件低，安装方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及医学摄影成像技术领域，属于医学X线摄影成像装置的改进，特别是光电池数字平行板探测器。
背景技术
任何X线数字化成像的关键在于数字平板及平板的探测性能。①同类技术有CR(X线间接数字化成像仪)1982年由日本开发，其探测板为IP探测板，主要为荧光物质，其中含氟卤化晶体；第一步X线照射后能形成潜影，第二步再由激光束扫描读出，输出为数字信号；第三步由计算机后处理，但只用于拍片，直接与X线主机配用。②DR系统(直X线直接数字化成像)，1998年由美国开发，其探测部分采用非晶硒光电数字板或非晶硅光电数字板与闪烁晶体组合的平板探测器。非晶硒或非晶硅是组成平板探测器最基本的测光微点，也称像素，矩形阵列出百万个像素，即构成了平行板探测器，它接受人体模拟X线信号后，直接将这些信号转化成数字化信号给计算机处理，因少了中间环节，其成像质量更高，而X线损害剂量更低，还能有望实现高清晰数字化透视。无论拍片或透视都能与X光主机配接即可使用。③DDR或LDRD：2000年由中俄开发，X线探头由多丝正比室和DAS(数据采集系统)组成一体，正比室为一个铝质密封体，尺寸为450mm×200mm×50mm，一侧为入射X线窗口，腔内有漂移电极、阴极和板，阳极有320个指向发射X线的球管焦点，每个阳极为一个独立通道。间距为1-2mm，腔内壳以Xe和CO2的混合气体，多丝正比室可连续千倍的放大，还要配专用X线球室，发射X线，窗口遮挡成200mm×20mm的窄条再经过准直器，形成极窄的水平线装扇形X线束，通过专用扫描机，以垂直移动速度为40mm/s，总行程为120mm对病人摄片扫描，正比室输出的数字脉冲经计算机后处理出一幅高清晰图像，同时X线的辐射剂量也下降了许多，但使用该机需配专用机，不能实现数字化透视。其缺点为扫描时间太长。综合上述，它们均用特殊的材料经特殊工艺制造，其结构复杂，价格比较昂贵，检查费也很昂贵。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种光电池数字平行板探测器，不仅可以使X光拍片和透视直接转换成数字图像，代替X线胶片或透视的荧光屏或X线摄像头，而且扫描时间短，成像清晰度高，辐射量低，制造成本低，使用要求条件低，安装方便。
本实用新型是这样实现的：一种光电池数字平行板探测器，在铝质外壳内设置着板面上均布有通孔的金属板，在金属板的下面安装着探测板，探测板为在绝缘衬板上均布设置着相互呈间隔排列的光电池和粘贴有闪烁晶体的光电池，金属板上均布的通孔与粘贴有闪烁晶体的光电池一一对应，相互呈间隔排列的光电池和粘贴有闪烁晶体的光电池之间构成的像素间距上设置着隔离铅条，光电池的输出端连接数据输出线。
本实用新型光电池的输出端连接高倍放大器，电流放大或电压放大器，配上相应的图像计算机和显示器及打印机，与放射科传统X光机直接相配，构成光电池数字平板系统。
本实用新型将半导体光电池的PN结受光面缩小到0.5mm×0.5mm-150um×20um的面积，通过大规模集成化，矩形阵列(即横排几万之几十万个PN结、竖排几万至几十万行PN结)出几十万之几百万个测光微点，而每个光电池的PN结输出独立的，即每个测光点为一个像素，构成了光电池式平行板探测器。电子学理论指出：一般的半导体光电管对X线不敏感，但在实际测试了近百种光电管中发现了光电池对X射线敏感，尤其是IC式硅光电池对医用X线十分敏感。如：现购买到的IC式硅光电池面积为3mm×4mm-0.5×0.5mm，测试为：X线主机调节为3.0mA，0.5秒，50KV的曝光强度，距90cm曝光，用数字万用表测试该光电池的输出为0.9mv(未经放大)，这组参数说明，它组成平板的最小像素的条件及性能指标是合适的(第一代CT机的像素为1×1mm)，光电池的电参数为：响应迅速，性能极稳定、耐用，基本无光疲劳，一致性好，输入与输出的短路电流有良好的线质关系，重复性好，开关性能好，暗电流极小，使用时无需加任何直流电源和外围电路。
由于本实用新型的探测板为在绝缘衬板上均布设置着相互呈横竖间隔排列的光电池和粘贴有闪烁晶体的光电池，闪烁晶体激发的可见光只传向光电池，其上部的金属板上均布的通孔的与闪烁晶体一一对应，金属板将没有粘贴闪烁晶体的光电池遮挡，滤除低能射线，透过均匀的高能射线，闪烁晶体经通孔直接探测极低能量的射线。平板输出不同的图像可用解析法或软件滤波如小波变换处理等分离后再放大。本实用新型要求照射的X线剂量也很低，如测试中将X线主机调节至30mA，50KV，0.1秒的曝光时间，相距90cm，对PN结为1×1mm的探测器曝光，可直接输出为66mV，将体重为75公斤的病人要腰部遮住探测器，曝光条件不变，对其曝光该探测器可直接输出8.9mV。
目前世界上先进的平板探测器有非晶硅(a-Si)FPD、非晶硒(a-Se)FPD两类，均由美国制造，因制造工作复杂，其DR很昂贵。本实用新型的最基本单元材料主要采用硅光电池，不仅对X射线很敏感，而且价格低廉。本实用新型不仅可以使X光拍片和透视直接转换成数字图像，代替X线胶片或透视的荧光屏或X摄像头，而且扫描时间短，成像清晰度高，照射的X线剂量低，使用要求条件低，安装方便。
附图说明
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的金属板I部放大结构示意图；
图3为图1实施例1探测板的II部放大结构示意图；
图4为图1实施例2探测板的II部放大结构示意图；
图5为图4的A-A剖视结构示意图。
具体实施方式
一种光电池数字平行板探测器，如图1、图2、图3所示的实施例1，在铝质外壳1内设置着板面上均布有通孔7的金属板2，在金属板2的下面安装着探测板3，探测板3为在绝缘衬板10上均布设置着相互呈间隔排列的光电池5和粘贴有闪烁晶体8的光电池5，金属板2上均布的通孔7与粘贴有闪烁晶体8的光电池5一一对应，光电池5的输出端连接着数据输出线4。光电池4为由IC式硅光电池构成。闪烁晶体8为由透射线材料构成的半球形体；闪烁晶体8由钨酸钙或硫化铅钡或硫化锌或硫化镉锌/银或磷荧光板或锗酸铋或碘化钠或碘化铯构成的半球形体。金属板2由铜板或铝板构成。铜板的厚度为0.30-0.40mm。探测板3的形状为平面形或圆弧形或曲面形或折线面形。金属板2上均布通孔7的形状为圆孔或缝隙孔或方孔。如图4、图5所示的实施例2，相互呈间隔排列的光电池5和粘贴有闪烁晶体8的光电池5之间构成的像素间距上设置着隔离铅条9。本实用新型用于医院放射科的普通X线成像，使拍片透视实现数字化图像，也可用于CT机和C形臂的探头，也可替代空气电离室直接测量X射线的总强度变化，如工业探伤、半导体质量检测、X线测厚仪、X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、放射防护监测；还可用作光扫描板。
Claims (9)
1.一种光电池数字平行板探测器，其特征是：在铝质外壳(1)内设置着板面上均布有通孔(7)的金属板(2)，在金属板(2)的下面安装着探测板(3)，探测板(3)为在绝缘衬板(10)上均布设置着相互呈间隔排列的光电池(5)和粘贴有闪烁晶体(8)的光电池(5)，金属板(2)上均布的通孔(7)与粘贴有闪烁晶体(8)的光电池(5)一一对应，光电池(5)的输出端连接着数据输出线(4)。
2.根据权利要求1所述的光电池数字平行板探测器，其特征是：光电池(4)为由IC式硅光电池构成。
3.根据权利要求1所述的光电池数字平行板探测器，其特征是：闪烁晶体(8)为由透射线材料构成的半球形体。
4.根据权利要求1所述的光电池数字平行板探测器，其特征是：闪烁晶体(8)由钨酸钙或硫化铅钡或硫化锌或硫化镉锌/银或磷荧光板或锗酸铋或碘化钠或碘化铯构成的半球形体。
5.根据权利要求1所述的光电池数字平行板探测器，其特征是：金属板(2)由铜板或铝板构成。
6.根据权利要求5所述的光电池数字平行板探测器，其特征是：铜板的厚度为0.30-0.40mm。
7.根据权利要求1所述的光电池数字平行板探测器，其特征是：探测板(3)的形状为平面形或圆弧形或曲面形或折线面形。
8.根据权利要求1或5所述的光电池数字平行板探测器，其特征是：金属板(2)上均布通孔(7)的形状为圆孔或缝隙孔或方孔。
9.根据权利要求1所述的光电池数字平行板探测器，其特征是：相互呈间隔排列的光电池(5)和粘贴有闪烁晶体(8)的光电池(5)之间构成的像素间距上设置着隔离铅条(9)。
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