Детектор рентгеновского излучения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

> 811362 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.10.78 (21) 2670420,18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 09.04.81 (51) М.Кл. Н О1.! 39/28

Н 01 J 47/02

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (53) УДК 539.1.074.23 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. В. Владимиров, A. А. Козлов, В. П. Курозаев, А. Е. Маслов, В. ll. Мамонтов и В. А. Сергета (71) Заявитель (54) ДЕТЕКТОР РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к детекторам рентгеновского излучения и может быть использовано в приборах для измерения пространственного распределения интенсивности,рентгеновского излучения, особенно в системах компьютерной томографии.

Известны детекторы рентгеновского излучения, применяемые в системах компьютерной томографии, состоящие из герметичного контейнера с расположенным в нем набором идентичных, размещенных смежно друг к другу ионизационных камер. Контейнер наполнен газом с большим атомным весом при давлении — 20 атм, что позволяет регистрировать рентгеновские кванты с большой эффективностью, близкой к 100с/О. Одним из важнейших параметров компьютерных томографических систем является степень контрастности, реконструируемого с помощью Э ВМ, изображения. Для повышения степени контрастности перед детектором устанавливается щелевой колиматор, задача которого— исключить попадание в ионизационные камеры детектора рассеянные рентгеновские кванты, ухудшающие степень контрастности изображения. Условием нормального функционирования коллиматора должно быть строгое угловое и линейное соответствие между электродами камер и пластинами коллиматора. Кроме того, для исключения попадания рентгеновского излучения на боквые поверхности электродов,камер и пластин .колл имато ра и те и другие должны быть ориентированы строго параллельно направлению излучения веерообразного пучка рентгеновских, квантов, т. е. должны быть размещены радиально от

1О фокуса источника, излучения 11).

Известен детектор, в котором зазоры между электродами камер и шаг следования камер зависят от толщины электродов и изоляторов между ними, что при числе

15 камер порядка нескольких сотен, даже прп изготовлении электродов из одного листа, влечет за собой от накапливания ошибок в толщинах элементов существенныс изменения во всех размерах по фронту детектора. Каждый такой детектор требует индивидуального коллпматора, повторяющего,все |неточности сборки детектора, что технологически крайне сложно.

Кроме того, из-за недостаточной жесткос25 тп электродов, скрепленных только по углам, подобным камерам, присущ так называемый «микрофонный эффект», что также является недостатком конструкции (2).

Ближайшим к заявляемому является

З0 детектор рентгеновского излучения, содер811367

65 жащий кол".: матор с прозрачными для рентгеновского излучения каналами., образованным:t нспрозрачпымп для рентгеновского излучения пластинами, и набор идентичных смежных ионизационных камер, размещенных в герметичном объеме, внутри которых находится газ по.< павле гнем ",3).

Подобная сборка существенно повышает требуемую точность установки электродов, однако и в этом случае все еще <е ликвидирована необходимость пространственного совмещения детектора относительно коллнматора и пучка рентгеновского излучения, что является довольно сложной задачей.

Целью изобретения является повышение точности соосного расположения: каналов коллиматора и ионизационных камер и упрощение:процесса их юстировки в пучке рентгеновского излучения.

Поставленная цель достигается тем, что коллиматор и ионизационные камеры объединены в единый блок, в крышке и основании которого выполнены единые пазы, в которых закреплены пластины коллиматора и электроды ионизационных камер,,при этом герметичный объем образован замкнутой пластиной, торцы которой установлены в канавки основания и крышки.

Достигается не только высокая точность соосного расположения каналов коллиматора и ионизационных камер, но также ликвидируется необходимость в пространственном совмещении понизационных камер относительно коллиматора. Кроме того, у выполненных таким образом ионизационных камер из-за закрепления электродов по всей их длине в пазах основания и крышки отсутствует так называемый

«микрофонный эффект».

На чертеже изображен предлагаемый детектор. Он содержит — основание 1, крышку 2, пластину 3 коллиматора, предварительный коллиматор 4, замкнутую пластину 5, уплотняющую прокладку б, высоковольтный электрод 7, основание 8 электродов, собирающий электрод 9, охранный электрод 10, электрический ввод 11, входное окно 12 для рентгеновского излучсния.

Основание,1 служит для размещения на нем высоковольтных электродов 7, оснований электродов 8, пластин коллиматора 8 и замкнутой пластины 5. Электроды 7, основание электродов»8 и пластины коллиматора 8 закреплены в единых пазах, которые выполняются согласно направлениям распространения квантов веерообразного пучка рентгеновского излучения.

В основании I сделана канавка (на глубину большую, чем глубина указанных выше пазов), в которую вставляется замкнутая пластина 5 с уплотняющей прокладкой б. С противоположной основанию 1 стороны находится крышка 2, в которой г, l0

?0

46

55 бО сделаны аналогичные пазы и канавка.

Крышка 2 и основание 1 стягиваются друг с другом, этим достигается герметичность объема, куда подается газ (например, ксенон) под высоким давлением (газовые вводы на чертеже не показаны).

Таким образом достигается точное расположение пластин коллиматора 8 и эле тродов 7, 9 и !О друг за другом по направлению распространения рентгеновских квантов веерообразного источника в сочетании с герметичным отделением объема, в котором расположены ионизационные камеры, от внешней среды, что позволяет заполнить этот объем газом при высоком давлении. Собирающие электроды 9 расположены по обеим сторонам основания электродов 8, выполненного из изолятора.

Таким образом на одном и том же основании расположены собирающие электроды двух смежных ионизационных камер.

Электроды 10 в предлагаемом детекторе выполнены на том же электродном основании, что и собирающие электроды. Это позволило вдвое сократить рабочий зазор в отдельно взятой ионизационной камере и тем самым улучшить пространственное разрешение детектора в целом. .Сборка детектора может быть осуществлена в специальных матрицах, в которых установленные в определенном порядке электроды и пластины коллиматора заливаются до определенного уровня методом горячей запрессовки каким-либо синтетическим материалом. Таким образом, можFI0 точно расположить и затем закрепить электроды и пластинbf коллиматора на основании. Причем в этом случае в матрице необходимо предусмотреть выступы для канавки и штыри для электровводов.

Крышка отливается отдельно и после выполнения необходимых электрических соединений электродов с электровводами и размещения замкнутой пластины с уплотняющими прокладками на основании устанавливается сверху так, чтобы верхний торец замкнутой пластины вошел в канавку, а пластины коллектора и электроды камер — в соответствующие пазы. После этого основание и крышка стягиваются шпильками и болтами, Такой способ сборки позволяет изготавливать геометрически идентичные детекторы, что особенно важно при массовом производстве.

Предложенный детектор рентгеновского излучения обеспечит лучшее качество получаемого изображения объекта и существенно упростит лроцеес юстировки аппарата, что в конечном счете повысит производительность труда.

Формула изобретения

Детектор рентгеновского излучения, содержащий коллиматор с прозрачными для

811367

Составитель В. Макаров

Техред Л. Куклина

Редактор О. Филиппова

Корректор С. Файн

Заказ 347/354 Изд. № 229 Тираж 784 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» рентгеновского излучения каналами, образованными непрозрачными для рентгеновского излучения пластинами, и набор идентичных смежных ионизационных камер, размещенных в герметичном объеме, внутри которого находится газ под давлением, отличающийся тем, что, с целью повышения точности соосного расположения каналов коллиматора и ионизационных камер и упрощения процесса их юстировки в пучке рентгеновского излучения, коллиматор и ионизационные камеры объединены в единый блок, в основании и крышке которого выполнены единые пазы, в которых закреплены пластины коллиматора и электроды понизационных камер, при этом герметичный объем образован замкнутой пластиной, торцы которой установлены в канавки основания и крышки.

Источники информации, принятые во внимание при .экспертизе:

1. Gardon et al «Image Reconstruction

from projections», Scientific American, 10 October, 1975, ¹ 4, 233.

2. Заявка Франции ¹ 2302587, кл. HOI

J 39/26, опублик. 1976 (заявка фирмы

General Electric Со) .

3. Патент США ¹ 4.075.527, кл. 313/93, 15 опублик. 1978 (прототип).