利用旋转探测器阵列探测电离辐射的装置和方法制造方法及图纸

一种对目标进行二维成像的基于扫描的辐射探测器装置，包括若干个一维探测器单元（４１、４１ａ），各一维探测器单元包括入射狭缝（４３、４３ａ），电离辐射线在透过所述目标后通过所述入射狭缝进入一维探测器单元，进行电离辐射一维成像，其中，所述若干个一维探测器单元布置成阵列，其相应的入射狭缝（４３、４３ａ）互相平行，对着所述电离辐射线的辐射源。这种探测器装置还包括用来使探测器单元阵列在垂直于电离辐射线方向的平面内转动的转动装置（４４；６４；７４；８６），而所述探测器单元设置成可重复进行探测，从而形成所述目标的一系列二维图像。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对目标进行二维探测的基于扫描的电离辐射探测器装置。
技术介绍
基于气体的电离辐射探测器一般有很大吸引力，由于制造成本低，能够利用气体倍增来强烈地放大信号幅度，而且使探测具有高空间分辨率。在一种特定类型的基于气体的电离辐射探测器中，通过光子和气体原子之间相互作用释放的电子能够沿基本上垂直于入射辐射的方向引出。因此，能够大大提高空间分辨率。这种探测器包括一般为平面状的阴极和阳极组件，以及设置在阴极和阳极组件之间所形成空间的可电离气体。探测器布置成可使来自辐射源的平面辐射光束能够基本上平行于阴极和阳极组件从侧面进入探测器，使可电离气体电离。而且，电极之间施加电压，使可电离气体离子化过程产生的电子发生漂移，而且可以选择性地使电子倍增。读数器连接到阳极用于探测漂移电子引起的电荷。这种探测器显然能够提供即时的一维成像，但是如果要进行二维成像，必须使探测器以及选择性地使辐射源相对于正在检查的目标横向于一维探测器阵列移动，与此同时记录若干个读数。然而，这种基于扫描的二维探测十分费时，而且对于大面积成像是不实用的。此外，如果所检查的目标是人或动物，会存在目标在扫描过程中移动的问题，这可能会使图像无用，或至少严重地降低所得到的空间分辨率。为了减少扫描时间，Francke等人的美国专利US 6,118,125提出了一种叠式探测器装置，能够实现多线扫描。这种装置包括X射线源，X射线源与多个准直器窗口一起产生一叠平面扇状X射线束，照射进行成像的目标。射束透过目标进入叠层的探测器，并可选择性地通过多个与X射线束对准的第二准直器窗。这种装置可作为一个单元移动来扫描进行检查的目标。
技术实现思路
然而，在某些放射性应用中，为了观察随时间发生的变化需要以高速对检查目标进行成像。这类应用包括记录一系列图像以观察随时间变化的检查项目如导管位置，以及观察运动的物体如心脏、血液等。本专利技术者已经注意到如美国专利US 6,118,125所介绍的叠式探测器装置对高重现率成像是不实用的。其成像是通过垂直于X射线束的横向扫描运动进行的，因此对要记录的另外图像都必须改变扫描方向。所以，对记录另外的图像，探测器装置必须减速、停止和沿相反方向加速，这些动作是十分费时的，而且由于探测器在减速和加速过程中经受强力，这种探测器装置将会产生稳定性和对准性方面的问题。因此本专利技术的主要目的是提供一种基于扫描的电离辐射探测器装置和对目标进行二维成像的探测方法，所述探测器装置和方法能够以高重现率成像而不会遇到稳定性或对准性方面的问题。本专利技术的另一个目的是提供这样一种探测器装置，其包括若干个布置成稠密阵列的直线式探测器单元，以缩短每次成像的扫描时间和间隔。本专利技术的还有一个目的是提供这样一种探测器装置，其十分可靠、精确、便宜，而且具有很长的使用寿命。本专利技术的这些和其它的目的通过所附权利要求的探测器装置和探测方法来实现。本专利技术者已经发现通过将非常适合大量生产的高精度的电离辐射探测器单元布置成阵列，并通过提供一个转动装置使该探测器阵列在其平面内只沿某一旋转方向转动，与此同时重复进行探测，可以形成一种以高重现率对目标进行高分辨率二维成像的基于扫描的探测器装置。所述探测器单元布置成圆圈，其相应的入射狭缝基本上沿径向相对转动轴线延伸，且这些基本上沿径向的探测器单元中相邻两个之间的角度为90°或更小，更好是20°或更小，更好是10°或更小，最好是5°或更小。所述探测器单元设置成可足够频繁地进行探测，以获得目标的一系列二维图像中的一个二维图像，其频率是每秒钟至少一次，更好是每秒钟至少十次，最好是每秒钟至少二十次。通过下面对本专利技术优选实施例的详细介绍以及附图1-8将对本专利技术的其它特征和优点更加清楚地了解，这些实施例和附图只是为了举例说明而给出，因而是非限制性的。附图说明图1是侧视剖面图，示意性地示出本专利技术的基于扫描的探测器装置中的探测器单元；图2是前视图，示意性地示出了图1的探测器单元，其中进入准直器部分除去；图3示意性地示出了图1的探测器单元沿A-A剖面的剖视图；图4a是前视图，示意性地示出了根据本专利技术第一实施例的基于扫描的探测器装置，所述装置包括若干个图1-3中的探测器单元；图4b是前视图，示意性地示出了根据本专利技术第二实施例的基于扫描的探测器装置，所述装置包括若干个图1-3中的探测器单元；图5是上游准直器的示意性平面图，图4a所示基于扫描的探测器装置实施例可包括上游准直器，以减小对检查目标的辐射剂量； 图6是前视图，示意性地示出了根据本专利技术第三实施例的基于扫描的探测器装置，所述装置包括若干个图1-3中的探测器单元；图7是前视图，示意性地示出了根据本专利技术第四实施例的基于扫描的探测器装置，所述装置包括若干个图1-3中的探测器单元；图8是侧视图，示意性地示出了根据本专利技术的用于X射线检查的设备，这种设备包括图4a、4b、6或7所示基于扫描的探测器装置和图5所示的上游准直器。具体实施例方式参考图1-3，分别是本专利技术的基于扫描的探测器装置中一维探测器单元的侧视剖面图、准直器部分除去后的前视图、和顶视剖面图，下面将简要地介绍探测器单元。所述探测器单元定位成，可使平面X射线束1能够从侧面进入阴极组件3和阳极组件5之间。狭缝状的准直器7设置在探测器单元的前面以形成X射线束进入探测器单元的入口。这种狭缝状的准直器7可以是薄金属箔如粘贴到探测器单元入口侧的钨箔，其中狭缝通过蚀刻形成。每个电极组件3、5包含由相应电介质基片12、14支承的导电电极层11、13，其中电极组件定位成，使阴极层11和阳极层13相互面对。电极组件3和5最好是平面状矩形并相互平行。探测器单元布置在设有辐射透明入射窗(在图1中用14和15示意性地表示)的气密外壳内。可电离的气体或气体混合物可以由氪和二氧化碳或者氙和二氧化碳构成。气体所处压力最好在1-20个大气压的范围内。在图3中用数字16和17表示的间隔体设置在阴极组件3和阳极组件5之间。高压直流电源(在图1中用数字18示意性地表示)用来使阴极11和阳极13保持在适当的电位在内电极腔19中形成电场，从而使其中的电子和离子产生漂移，并且可以选择性地使电子和离子倍增。阴极11使用时最好保持负电压-V1，而阳极13是接地的。此外，探测器单元还包括读数器，用来探测朝阳极13漂移的电子和/或朝阴极11漂移的离子。读数器可由图1-3中所示的阳极组件5本身构成。或者，独立的读数器靠近阳极13或靠近阴极11或在其它地方布置。为了提供一维成像性功能，阳极/读数层13由一排导电或半导电的器件或片条23构成，相互电绝缘地布置在电介质基片14上。为了补偿探测到图像的视差，从而提高空间分辨率，阳极/读数条在每个位置基本上平行于入射光子的方向延伸。因此，对于来自点源的发散射束，阳极/读数片条23以扇形布置。每个阳极/读数片条最好连接到读数和信号处理器(在图1中用24示意性地表示)，因此能够独立地处理来自每个片条的信号。对于一维读数器是独立装置的情况，阳极层13显然可以作为单一电极形成，而不是片条。应当认识到为了便于说明，图1和2中电极层11和13之间距离放大了很多。举例来说，探测器单元的几何尺寸可以是40毫米宽、2毫米厚和35毫米深，而电极间距离可以短至0.5毫米。决定进入探测器单元辐射片厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对目标进行二维成像的基于扫描的辐射探测器装置，包括若干个一维探测器单元（４１、４１ａ、４１′），各所述一维探测器单元包括入射狭缝（４３、４３ａ、４３′），电离辐射线在透过所述目标后通过所述入射狭缝进入所述一维探测器单元，进行一维成像，其中，所述若干个一维探测器单元布置成阵列，其相应的入射狭缝（４３、４３ａ、４３′）对着所述电离辐射线的辐射源；和所述基于扫描的探测器装置包括使所述一维探测器单元阵列在基本上垂直于所述电离辐射线方向的平面内相对所述目标转动的转动 装置（４４；６４；７４；８６），而所述若干个一维探测器单元设置成可重复进行探测，从而形成所述目标的一系列二维图像，其中，所述若干个一维探测器单元布置成圆圈，其相应的入射狭缝（４３、４３ａ、４３′）基本上沿径向相对所述转动的轴线延伸； 和所述若干个基本上沿径向的一维探测器单元中相邻两个之间的角度为９０°或更小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T弗兰克，P斯韦登哈，
申请(专利权)人：爱克斯康特公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]