CN101385648B - 数字化x射线成像检测器的装配特征和防震保护 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数字化X射线成像检测器的装配特征和防震保护，提供一种数字化X射线成像检测器，包括：设有平面元件和限定空腔的侧壁的箱体；设置在所述空腔内的基板；和安装在所述基板上的X射线成像检测器组件。设置了用于将基板设置在所述箱体平面元件上的装置。所述X射线成像检测器组件包括安装在所述基板上的光电探测器阵列和与所述光电探测器阵列接触的闪烁屏，所述检测器包括固定到与检测器组件隔开的箱体上的盖体；和包括外部震动吸收器，该吸收器固定到所述检测器的外部表面上并且封装和密封所述检测器箱体和盖体上所需要的任意紧固件和开口。

Description

数字化X射线成像检测器的装配特征和防震保护 
技术领域
本发明总体涉及医学成像***领域，特别涉及数字化X射线成像检测器。本发明尤其涉及用于数字化X射线成像检测器的装配特征和防震保护。 
背景技术
传统的屏胶X射线成像已经用作医学成像诊断***超过一个世纪了。X射线穿过患者的身体照射以便在容纳于暗盒内的胶片上形成隐藏的X射线图像。所述胶片必须经过化学或热处理以生成视觉X射线图像，该图像可供健康护理专业人员用于诊断目的。诊断图像获取的延迟、化学或热处理器的采用以及在当前医疗设施的外部提供X射线胶片的难度导致了数字化X射线成像***的发展。近些年已经发展了计算机X射线成像数字化***，其提供可重复使用的CR板，CR板被扫描从而生成数字化的X射线图像。由于需要扫描露出具的CR板，因此CR***仍旧导致诊断图像的获取被延迟。 
数字化X射线成像作为屏胶和CRX射线成像的替换手段已经获得了越来越多的认可。对于数字化X射线成像(DR)，将辐射敏感层上的记录的辐射图像底片以逐象素的方式转换成数字图像数据，所述数据被存储并且接着显示在电子显示装置上。这就实现了视觉上即刻看到X射线图像，以及实现了经由网络将X射线图像传输到远程位置供放射线学者分析和诊断，而不会存在通过快递或邮件传递经过化学或热处理的X射线胶片的延迟。通过数字化射线成像***也消除了化学或热处理器的采用。 
医疗X射线成像暗盒/屏幕/胶片的尺寸由工业标准限定。这包括常规的胶片和CR荧光屏，带有标定成像区域，例如35cm×43cm和40cm×40cm。标准的暗盒尺寸也通过工业标准限定，包括最大暗盒厚度，例如16mm。为了用在相同的X射线成像环境中，希望DR检测器满足这些相同的工业标准尺寸要求。
1998年9月8日提交的发明人是Crowell等人的美国专利No.5804832公开了用于记录X射线图像的数字阵列，其中用于检测面板的刚性支撑直接安装到多个震动吸收固定架上。这需要建造检测器的额外部件和组装步骤。 
2004年3月2日提交的发明人是Watanbe的美国专利No.6700126B2中公开了X射线成像设备，其中用于辐射检测器的支撑刚性固定到箱体上。震动吸收器设置在暗盒的侧壁上。 
2005年11月22日提交的发明人是Hata的美国专利No.6967333B2中公开了两维图像传感器，其中震动吸收装置包括至少第一容器和第二容器。所述容器填充有凝胶、空气或者其它气体，以提供设备盒和光电转换器之间的“空气包”型的震动吸收。当设备和光电转换器之间的空间非常小时，采用这种方法的震动吸收很有效。 
1998年12月1日提交的发明人是McEvoy等人的美国专利No.5844961中公开了无胶片的数字化X射线***，该***采用标准的X射线暗盒壳体。外部的电源为检测器和相关的电子***提供能源。 
2004年11月18日公开的发明人是Yagi的美国专利申请No.2004/0227096中公开了金属弹簧设备，用于为辐射检测器提供震动隔离，由于金属弹簧类型的弹簧的刚度，该设备提供了有限的震动隔离。 
2005年1月27日公开的发明人是Yagi的美国专利申请公开号是No.2005/0017188A1中公开了为辐射检测器提供震动隔离的装置，其中震动吸收材料设置在内部和外部框架之间。该结构增大了暗盒的尺寸。 
虽然这些***在它们的特定应用中可能取得了特定程度的成功，但是需要提供一种易于组装和维护的数字化X射线检测器，同时为内部检测器构件提供附加的震动保护装置。还需要在意外跌落冲撞状态下防止检测器构件运动并防止对检测器构件造成的损伤。还有进一步提供密封检测器的外部以防止流体浸入的装置的需要，由此检测器构件不被损坏。 
发明内容
本发明的目的是提供一种易于组装和维护的数字化X射线成像检测器，同时为内部检测器构件提供附加的震动保护装置。
本发明的另一目的是在意外的跌落冲撞状态下防止数字化X射线成像检测器构件的运动并且防止对该检测器构件造成的损伤。 
本发明的又一目的是提供密封数字化X射线成像检测器的外部以防止流体浸入的装置，由此检测器构件不被损坏。 
这些目的只是通过示例给出，这些目的是本发明一个或多个实施例的例证。通过所公开的发明所实现的固有的其它期望目的和优点可能存在或者对本领域技术人员而言是显而易见的。本发明通过附带的权利要求限定。 
根据本发明的一个方面，提供了一种数字化X射线成像检测器，包括： 箱体，设有平面元件和限定空腔的侧壁； 基板，设置在所述空腔内； X射线成像检测器组件，安装在所述基板上；和 用于将基板设置在所述箱体平面元件上的装置，所述装置包括从基板和箱体平面元件中的一个上突出的突起特征和位于基板和箱体平面元件中的另一个上的互补的凹槽特征，所述突起特征与所述凹槽特征匹配。 
根据本发明的另一方面，所述X射线成像检测器组件包括安装在所述基板上的光电探测器阵列和与所述光电探测器阵列接触的闪烁屏，其中所述闪烁屏具有一个或多个边缘，并且包括安装在所述基板上用于将位于一个或多个边缘上的所述闪烁屏夹紧到所述光电探测器阵列上的夹具，以防止所述屏幕的运动。 
根据本发明的又一方面，所述检测器包括固定到与检测器组件隔开的箱体上的盖体；和包括外部震动吸收器，该吸收器固定到所述检测器的外部表面上并且封装和密封所述检测器箱体和盖体上所需要的任意紧固件或开口。 
附图说明
通过下文对本发明实施例更为详细的描述，正如附图所展示的，本发明的上述目的和其它目的、特征以及优点将更加明显。附图中的元件彼此之间不一定成比例。 
图1是示意性视图，显示了包含本发明的数字化X射线成像(DR)***。 
图2A是DR检测器的示意性正视图，显示了本发明的实施例。 
图2B和2C是示意性底部平面图，显示了本发明的实施例。 
图2D是DR检测器的示意性正视图，显示了本发明的另一实施例。 
图3是示意性顶部平面图，显示了图2A的实施例。 
图4是示意性顶部平面图，显示了本发明实施例的震动吸收器和顶盖界面。 
图5和6分别是示意性顶部平面图和局部正视图，显示了本发明的屏幕夹具实施例。 
具体实施方式
下面是对本发明优选实施例的详细描述，其参考了附图，其中在每一幅合适的附图中相同的附图标记指代相同的结构元件。 
通常，本发明涉及数字化X射线成像检测器。参考美国专利申请No.(案卷号92160)(通过参引将其内容包含在此)，涉及检测器结构和主隔震装置的附加的背景信息用于本发明中。已知的DR检测器组件通常包括安装到刚性安装板的两维检测器阵列，其中安装板刚性连接到箱体结构上。这种组件的主要优点在于箱体和安装板之间的连接需要多个紧固件和大量的装配时间。根据本发明的一方面，设置了DR检测器，其消除了直接将安装板(在本申请的下文中称为基板)连接到箱体(在本申请的下文中称为罩壳)上的需要。从方便装配和维护的角度以及从降低成本的角度看，希望除去紧固件和连接特征。 
现在参照图1，显示了本发明可采用的数字化X射线成像***。如图所示，***10包括X射线管12，其发射出穿过患者16身体部分抵达DP检测器18的X射线束14，DR检测器记录被照射的身体部分的数字化X射线图像。X射线发生器20控制X射线管12，检测器控制器22控制DR检测器18，主机PC24控制20和22并且接收来自检测器18的数字化X射线图像。 
现在参照图2A，显示了本发明的实施例。如图所示，DR检测器18包括箱体30，该箱体具有平面元件32和从元件32垂直延伸以形成空腔36的侧壁34。顶盖38通过紧固件40固定到箱体30。设置在检 测器18的空腔36内部的是X射线成像检测器组件，该组件包括闪烁屏42(其将X射线图像转换成可视的光学X射线图像)和与闪烁屏42接触的光电探测器阵列44。带有电路板46上的相关电子装置的光电探测器阵列44将可视光学X射线图像转换成数字化X射线图像，该图像被传送到PC24(图1)用于处理、显示在显示器上、传输到远程位置、和/或存储。挠性电路48连接电路板46和光电探测器阵列44。闪烁屏42和光电探测器阵列44安装在基板50上。 
光电探测器阵列44通过粘接剂等安装在基板50上。闪烁屏42可与光电探测器阵列44分开或者实体粘接到阵列44上。在任意情况下，沿检测阵列的整个活动区域保持实体接触是非常重要的，由此实现经过转换的可视光线的均匀而有效的传递。在屏42与阵列44分开的地方，柔性泡沫元件52实现该目的。柔性泡沫元件52还提供了对检测组件的保护，防止受到外部施加到检测器上的振动或负载的损伤。图3显示了沿光电探测器阵列44的两个边缘设置的挠性电路48。没有示出在上述美国专利申请No.11/441584中描述的电源和无线通讯装置。 
根据本发明的一个实施例，通过提供位于基板50上的与位于箱体30的元件32上的互补的多个凹槽特征62相配合的多个突起特征60，将基板50设置在箱体30上，从而简化DR检测器的组装。弹性元件64设置在突起60上，以便为易碎的电子装置和光电探测器阵列44提供辅助的防震保护。可采用典型的弹性材料，例如0.020”(0.50mm)厚、40肖氏A硬度的带有粘合底的硅树脂。弹性元件的另一选择是不利用粘合剂而被按压到突起60上的适当位置上。采用弹性材料的另一优势在于当采用多个凹槽和突起特征时，通过压缩材料可适应公差变化。 
突起和匹配凹槽特征60、62可以是圆柱体的形状、细长狭槽的形状或者其它期望的合适的匹配特征。图2B显示了本发明的一个实施例，包括基本平行的多个细长突起60和弹性元件64。箱体元件32可设置互补的匹配凹槽62。图2C显示了本发明的另一实施例，包括沿两个基本正交的方向延伸的多个细长突起60和弹性元件64。也提供了位于箱体元件32内的相同数量和模式的匹配凹槽特征62。该实施例提供了沿两个正交方向的辅助防震保护。其它模式的突起特征和匹配的凹槽特征也被认定为落入本发明的范围内。这些模式实际上例如是斜的或者曲线的。
而且，本发明不限于在基本上设置突起。作为替换，如图2D所示，带有弹性元件64’的突起特征60’可安装在箱体30’上，同时匹配的凹槽特征62’可位于基本50’上。 
根据本发明的实施例，提供了密封检测器以防止流体浸入的装置。由于内部安装有许多电子构件，因此希望将流体保持在检测器外部。便携式成像是对流体浸入要求最为严格的环境，这里患者会与检测器直接接触。图2A和4显示了一装置，其中主要的、外部震动吸收器80直接固定到检测器的外周边。主要的震动吸收采用弹性材料，其将吸收施加到检测器上的震动或冲击。如图4所示，震动吸收器80的外形延伸以封装和密封检测器构件上需要的任何紧固件40(隐藏/埋在震动吸收器80下)或开口，如同位于密封区域82。箱体30的外边缘被隐藏。震动吸收材料本质上可以是弹性的，由此它提供足够的压缩以密封匹配构件。另外，如果需要更加牢固的密封的话，在箱体30和震动吸收器80之间的界面处可采用粘合。可选择的是，震动吸收器80可围绕组装检测器的周长直接注模。 
在闪烁屏没有直接覆盖或粘合到光电探测器的DR检测器中，希望机械约束所述屏，从而在跌落冲撞的状态下它不会移动。由于用于荧光应用的典型屏幕材料密度高并且相对较厚(0.5mm)，因此在剧烈的跌落冲撞中它具有高质量和高冲力。用于将分开的屏幕预压在光电探测器阵列上的柔性泡沫元件可足以将屏幕保持在合适的位置上，并且保持它与光电探测器阵列之间的对准。因此，需要约束屏幕以消除其运动的装置。 
根据如图5和6所示的本发明的另一特征，简单的夹紧装置解决了这个问题。如图所示，至少一个、优选两个夹具70延伸四个闪烁屏42边缘中的一个或多个的长度。夹具70沿箭头90的方向向屏幕42施加力。重要的是夹具装置不会延伸到检测器组件的有效图像区域，从而妨碍图像或者在记录的X射线图像上发生反向散射假象。优选，夹具70相对于设有挠性电路48的边缘设置。在一米的落差中，将需要大于200kg的加持力来约束尺寸为350mm×430mm×0.50mm的屏幕。如图5所示，为了更为有效的夹紧强度，夹具优选沿多个屏幕边缘设置。 
如图6所示，夹紧装置设有粘接到它上的摩擦垫材料72，其阻止沿箭头74的方向的屏幕42的横向运动。正如辅助的震动吸收装 置64，摩擦垫可以是薄的硅树脂材料，其导致产生阻挡屏幕的大于1.0的摩擦系数。夹具70可通过传统的螺纹紧固件76、粘接剂或者其它型高低的固定装置固定到基本50上。夹具装置低的型高是需要的，由此使总的检测器厚度最小化。这对于要求患者舒适度的便携式成像应用是十分重要的。 
部件清单 
10-数字化X射线成像*** 
12-X射线管 
14-X射线束 
16-患者 
18-DR检测器 
20-X射线发生器和控制器 
22-检测器控制器 
24-主机PC 
30、30’-箱体 
32-平面元件 
34-侧壁 
36-空腔 
38-顶盖 
40-紧固件 
42-闪烁屏 
44-光电探测器阵列 
46-电路板 
48-挠性电路 
50、50’-基板 
52-柔性泡沫元件 
60、60’-突起特征 
62、62’-凹槽特征 
64、64’-弹性元件 
70-夹具 
72-摩擦垫材料
74-方向箭头 
76-螺纹紧固件 
80-外部减震器 
82-密封区域 
90-方向箭头

Claims (10)

1.一种数字化X射线成像检测器，包括：
箱体，设有平面元件和限定空腔的侧壁；
基板，设置在所述空腔内；
X射线成像检测器组件，安装在所述基板上；和
用于将基板设置在所述箱体平面元件上的装置，所述装置包括从所述基板和所述箱体平面元件中的一个上突出的突起特征和位于所述基板和所述箱体平面元件中的另一个上的互补的凹槽特征，所述突起特征与所述凹槽特征匹配。
2.根据权利要求1的检测器，包括：位于所述突起特征的至少一部分上的弹性元件，用于为检测器组件提供震动保护。
3.根据权利要求1的检测器，其特征在于：所述突起特征位于所述基板上，所述凹槽特征位于所述箱体平面元件上。
4.根据权利要求1的检测器，其特征在于：所述突起特征位于所述箱体平面元件上，所述凹槽特征位于所述基板上。
5.根据权利要求1的检测器，其特征在于：所述突起特征包括多个细长的平行突起，所述互补的凹槽特征包括相同数量的匹配的凹槽特征。
6.根据权利要求1的检测器，其特征在于：所述突起特征包括沿两个基本正交的方向的多个细长突起，并且其中所述互补的凹槽特征包括相同数量的匹配的凹槽特征。
7.根据权利要求1的检测器，其特征在于：所述X射线成像检测器组件包括安装在所述基板上的光电探测器阵列和与所述光电探测器阵列接触的闪烁屏，其中所述闪烁屏具有一个或多个边缘，并且包括安装在所述基板上用于将位于一个或多个边缘上的所述闪烁屏夹紧到所述光电探测器阵列上的夹具，以防止所述闪烁屏的运动。
8.根据权利要求7的检测器，其特征在于：所述闪烁屏具有两个正交设置的边缘，夹具安装在所述基板上，用于将所述闪烁屏夹紧在这两个边缘上。
9.根据权利要求7的检测器，其特征在于：所述闪烁屏是矩形的，并且具有四个边缘，其中一个或多个边缘具有挠性电路，所述电路与安装在所述基部元件和所述箱体之间的电路连接，并且其中一个或多个夹具设置在与设有挠性电路的边缘相对的边缘上。
10.根据权利要求1的检测器，包括：固定到与所述检测器组件隔开的箱体上的盖体；和包括外部震动吸收器，该吸收器固定到所述检测器的外部表面上并且封装和密封所述检测器箱体和盖体上所需要的任意紧固件或开口。
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