CN101427156B - 中空滤线栅及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明可简易制作能抑制云纹条纹的产生，而且透射X射线的吸收较少的中空滤线栅。本发明的中空滤线栅严密地配置构成为不存在使X射线透射的中间物质，且X射线屏蔽构件的间隔为二维辐射探测器的像素间距的整数倍，X射线屏蔽构件通过和上下包覆构件粘接而得以保持着。因此通过实施灵敏度校正便可实现云纹难以产生的构造。而且，使用装配夹具来进行装配，因此可简易地以高精度来形成X射线屏蔽构件的间隔，成品品质不均一较少，使产品精度提高。

Description

中空滤线栅及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种配置在二维辐射探测器的前表面上进行辐射线摄影(radiation photograph)等用于防散射的中空滤线栅及其制造方法。
背景技术
近年来被称作平板探测器(FPD，flat panel detector)的二维辐射探测器备受关注。众所周知，此方法包括直接方式FPD，将X射线能量直接转换为电荷之后，由TFT(Thin-Film Transistor，薄膜晶体管)等读取元件将此电荷读取为电信号；及间接方式FPD，利用闪烁器(scintillator)等将X射线能量转换为光之后，由光电转换元件将此经转换之光转换为电荷，再利用TFT等读取元件将此电荷读取为电信号。以上任一方式中，聚光在探测器表面上的被摄体信息均读取为作为依照读取元件的间距(以下称作探测器间距)而在空间上进行取样的信息。
如图9所示，在将X射线111曝光(shot)于被摄体110上的情况下，一部分X射线由被摄体110所吸收，而剩余的X射线作为透射X射线112未经被摄体110吸收而到达探测器102。另一方面，除透过被摄体110的透射X射线112以外，被称作散射线113的噪声(noise)成分从被摄体110中释放。散射线113会使本应由透射X射线112形成的被摄体110的图像信息的SN(Signal to Noise，信噪)比或对比度(contrast)降低，因此在通常情况下，采取使用滤线栅101来尽可能地去除散射成分的方法。
滤线栅101具有夹着中间物质104以固定间隔呈条纹状排列X射线屏蔽构件103的结构。散射线113会被X射线屏蔽构件103吸收从而不会到达探测器102。因此，可提高图像信息的SN比和对比度。但是，当中间物质中产生二维散射线116时，则将无法完全除去此散射线116。
一般而言，作为表现滤线栅防散射能力的值，存在着栅比(grid ratio)或栅密度(grid density)，而这些值取决于X射线屏蔽构件的厚度C及高度A、中间物质的厚度B，图10表示其示意图。栅比由r＝A/B规定，栅密度由N＝1/(B+C)[line/cm]确定，这些值根据探测器的种类、用途而选择。滤线栅中有移动滤线栅和固定滤线栅此两种。所谓移动滤线栅是指如下的方法，即，使滤线栅与X射线的曝光同步地向和云纹条纹方向垂直的方向移动，借此不使滤线栅的固定图案成像在图像中。所谓固定滤线栅是指在滤线栅固定的状态下拍摄探测器的方法，使用滤线栅的摄影方法中，在使用固定滤线栅的情况下，在到达探测器的被摄体信息中包含云纹条纹的固定图案。
使用移动滤线栅时存在如下问题：虽然并未包含云纹条纹的固定图案，但在移动时X射线屏蔽构件会截止(cut off)X射线，使得X射线量不足而导致图像品质降低。此外，必需有使滤线栅机械性移动的机构，因此装置趋于大型且不利于成本。进而，存在因移动时的振动或移动所需的电动机(motor)等的电噪声(electrical noise)而对图像造成极大不良影响的问题。
另一方面，在使用固定滤线栅的情况下，当使包含云纹条纹固定图案的图像实现数字化时，根据由二维辐射探测器的像素间距所确定的取样频率(sampling frequency)和滤线栅频率(grid frequency)的关系，有时会出现实际上并不存在的被称作云纹条纹的条纹图案。云纹条纹成为相对于被摄体的图像信息的噪声信息，严重妨碍医师的诊断。为了防止出现云纹条纹而考虑使用一种滤线栅，其具有的频率为取样频率的整数倍(参照例如专利文献1)。
然而，在现有技术条件下必定会产生制造误差，因此导致出现云纹条纹。
专利文献1：日本专利特开2002-257939号公报
发明内容
然而，就制造方面而言很难制作出这样的滤线栅，即，以取样频率(二维辐射探测器的像素间距)整数倍的频率间隔准确设置X射线屏蔽构件1，而且将各X射线屏蔽构件1精密地配置为向X射线源的方向倾斜。本案发明提供一种能够简易且高精度地制造这种滤线栅的方法。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为达到上述目的，依据本发明的中空滤线栅包括：多个X射线屏蔽构件，倾斜配置为各自的延长面收敛在一条直线上；多个包覆构件，粘接固定在所述多个X射线屏蔽构件的X射线入射侧；以及多个包覆构件，粘接固定在所述多个X射线屏蔽构件的X射线入射侧的相反侧，且入射面及其相反侧的面上所设置的包覆构件相位偏移地配置着，使长度方向中的接缝不一致。
为达到上述目的，依据本发明的中空滤线栅的制造方法包括：(A)步骤，将多个X射线屏蔽构件***到由形成着规定的多个槽的槽板构成的装配夹具中，以使这些多个X射线屏蔽构件向着X射线源的方向倾斜配置为各自的延长面收敛在一条直线上，其中，X射线屏蔽构件***该槽板后至少露出其X射线入射侧或其相反侧；(B)步骤，将包覆构件按横跨所述X射线屏蔽构件的方向排列并粘接在所述X射线屏蔽构件的X射线入射侧或者其相反侧中的任一侧并进行固化，其中，在进行如此粘接时，不使包覆构件粘接在装配夹具上；(C)步骤，使所述装配夹具滑动，将包覆构件按横跨所述X射线屏蔽构件的方向排列并粘接在所述X射线屏蔽构件的另一侧并进行固化；(D)步骤，重复所述步骤(B)以及所述步骤(C)，直至利用多个包覆构件粘接所有的X射线屏蔽构件的X射线入射侧及其相反侧为止。
[发明效果]
本发明的中空滤线栅配置成并不存在使X射线透射的中间物质，且X射线屏蔽构件的间隔为二维辐射探测器的像素间距的整数倍，通过对二维辐射探测器检测出的图像信号实施灵敏度校正，便能够简易除去云纹。进而，由于不存在中间物质，因此可形成灵敏度非常高的二维辐射线探测器。
如上所述，本发明的中空滤线栅由于使用装配夹具来进行装配，因此可高精度且简易地形成X射线屏蔽构件的间隔，从而可形成能够良好抑制云纹条纹的产生的探测器。此外，由于使用装配夹具来进行装配，因此成品品质不均一较少，产品精度高。
附图说明
图1是表示本发明实施例所涉及的二维辐射线探测器的中空滤线栅的外观图。
图2是表示本发明实施例所涉及的二维辐射线探测器的截面图。
图3是表示中空滤线栅的制造流程的一例的图。
图4是正面观察图3的图。
图5是表示中空滤线栅的制造流程的一例的图。
图6是表示中空滤线栅的制造流程的一例的图。
图7是表示中空滤线栅的制造流程的一例的图。
图8是表示中空滤线栅的制造流程的一例的图。
图9是表示现有的二维辐射线探测器的中空滤线栅的外观图。
图10是说明中空滤线栅原理的图。
[符号的说明]
1：中空滤线栅              2：二维辐射探测器
3：X射线屏蔽构件           6：垫片
7：垫片                    8：侧面支撑构件
10：被摄体                 11：入射X射线
12：透射X射线              14、14A：上部包覆构件
15、15A、15：B下部包覆构件 21：槽板
22：槽                     23：臂状部
24：台板                   25：台板
101：滤线栅                   102：探测器
103：X射线屏蔽构件            104：中间物质
110：被摄体                   111：X射线
112：透射X射线                113：散射线
116：二维散射线               A：X射线屏蔽构件的高度
B：中间物质的厚度             C：X射线屏蔽构件的厚度
W：宽度                       H：高度
具体实施方式
图1是本发明实施例所涉及的中空滤线栅1的外观图。X射线屏蔽构件3对焦于X射线管的焦点F，且以和二维辐射探测器2面上的各像素排列间距的整数倍相一致的间距而配置着。在图1的实施例的情况下，X射线屏蔽构件3以相对于二维辐射探测器2面上的各像素的排列为3倍的间距而配置着。此处，二维辐射探测器2的截面中实际上并不存在图示的区划，但由于像素间距取决于TFT元件的间距，因此进行如此图示以便于理解。X射线屏蔽构件3的辐射线入射面(以下称作上端面)以及此辐射线入射面相反侧的面(以下称作下端面)由多个上部包覆构件14以及包覆构件下部包覆构件15来支撑。在中空滤线栅1的边缘部，上部包覆构件14以及包覆构件下部包覆构件15之间由垫片(spacer)6以及垫片7来支撑。
图2是表示中空滤线栅1、二维辐射探测器2和被摄体10的截面图。且图2表示如下情形，也就是从焦点F放射出的入射X射线11透射过被摄体10后的透射X射线12通过中空滤线栅1的X射线屏蔽构件3之间，到达二维辐射探测器2。另一方面，图2也表示在被摄体10内散射的散射线13被X射线屏蔽构件3屏蔽的情形。此时，由于在X射线屏蔽构件3之间并不存在适当的中间物质，因此透射X射线12无衰减地到达二维辐射探测器2，从而可实现高灵敏度的二维辐射线探测器。而且，由于也未产生中间物质中的二维散射线16，因此可保持良好的图像品质。进而，由于X射线屏蔽构件3以相对于二维辐射探测器2面上的各像素的排列为整数倍的间距而配置着，因此可通过实施灵敏度校正而形成难以产生云纹的结构。
接着，对本发明的中空滤线栅的制造方法加以说明。
图3是表示装配时的一个流程，且表示作为装配夹具的槽板21和多个X射线屏蔽构件3(假想线(fictitious outline))的位置关系。X射线屏蔽构件3以经高精度嵌合的状态而定位在槽板21所具有的槽22中。槽22对焦于X射线管的焦点F(未图示)，且以和二维辐射探测器2(未图示)面上的各像素的排列间距的整数倍相一致的间距而形成。图3的示例中表示槽板21所具有的槽22以及X射线屏蔽构件3仅为8条，但实际上所述槽22以及X射线屏蔽构件3具有沿垂直于侧面的方向而连续形成整个中空滤线栅所需的条数。X射线屏蔽构件3的宽度W为略微短于槽板21的臂状部23的高度H的形状，槽板21的臂状部23的长度L，可在不影响到翘曲等伸直度的范围内确定长度。图4是自正面观察图3的图式。
图5是从图3的侧面观察中空滤线栅1的装配流程的透视图。此处，具有固定在台板24上的槽板21，数量为用以最终形成中空滤线栅的X射线屏蔽构件3以嵌合的状态定位在此槽板21所具有的多个槽22中。在此状态下粘接X射线屏蔽构件3的侧面和侧面支撑构件8。进而，使上部包覆构件14A粘接在X射线屏蔽构件3以及侧面支撑构件8上进行固化。另外，侧面支撑构件8整体沿着和纸面垂直的方向延伸，且具有覆盖全部多个X射线屏蔽构件3的长度。在进行如此粘接时，不使粘接构件附着在臂状部23或台板24上。
接着，使图6所示的台板24相对于槽板21以及X射线屏蔽构件3而滑动，使下部包覆构件15A粘接在X射线屏蔽构件3上以进行固化。此时，不使粘接构件附着在臂状部23或台板24上。
接着，使图7所示的台板24以及槽板21相对于X射线屏蔽构件3而滑动，进而利用台板25来固定中空滤线栅下部，然后使下部包覆构件15B粘接在X射线屏蔽构件3上以进行固化。此时，不使粘接构件附着在臂状部23或台板24以及台板25上。
接着，使图8所示的槽板21相对于X射线屏蔽构件3以及台板24而滑动，进而利用台板25适当地固定中空滤线栅下部，然后使上部包覆构件14B粘接在X射线屏蔽构件3上以进行固化。此时，不使粘接构件附着在臂状部23或台板24以及台板25上。这样，一面使槽板21、台板24以及台板25依次进行滑动，一面使上部包覆构件14以及包覆构件下部包覆构件15粘接在X射线屏蔽构件3上以进行固化，最终形成图1所示的中空滤线栅1，然后使槽板21滑动而从端部除去。
在中空滤线栅1的边缘部，上部包覆构件14以及下部包覆构件15之间***并粘接着垫片6以及垫片7。借此可提高中空滤线栅1的强度。另外，在图1的中空滤线栅1中省略了侧面支撑构件8。这样已制成的实施例的中空滤线栅的制造方法中，上部包覆构件14和下部包覆构件15的接缝设定在彼此相位错开的位置上，以使这些接缝在X射线屏蔽构件3的长度方向上不一致。这样使接缝分散，进而有利于提高强度。
另外，X射线屏蔽构件3必须选用以钼、钨、铅、钽、钼为主成分的合金、以钨为主成分的合金、及以铅为主成分的合金等原子序数较大、X射线吸收多的材料。另一方面，上部包覆构件14以及下部包覆构件15必须选用X射线吸收少且为确保尺寸精度而对温度变化较稳定且热膨胀系数小、强度优异的材料。为满足这些条件，较理想的是上部包覆构件14以及下部包覆构件15选用CFRP(carbon fiber reinforced plastics，碳纤维增强塑料)等。
而且，为了形成槽22而必须对作为装配夹具的槽板21上进行精密加工，而作为槽板21的制作方法有使用所谓之金属丝放电加工机、切割机等方法。
此处，对本发明的中空滤线栅具代表性的形状尺寸加以说明，二维辐射探测器2的像素间距：0.15mm，X射线屏蔽构件3的厚度：0.03mm，X射线屏蔽构件3的高度：5.7mm，上部包覆构件14以及下部包覆构件15的厚度：0.15mm，中空滤线栅1的面积尺寸(area size)：450mm×450mm，焦点F至中空滤线栅上表面的距离：1200mm。

Claims (1)

1.一种中空滤线栅的制造方法，其特征在于包括：
(A)步骤，将X射线屏蔽构件分别***到由形成着规定的多个槽的槽板构成的装配夹具的所述多个槽中，以使此X射线屏蔽构件向着X射线源的方向倾斜配置为各自的延长面收敛在一条直线上，其中，X射线屏蔽构件***该槽板后至少露出其X射线入射侧或其相反侧；
(B)步骤，将包覆构件按横跨所述X射线屏蔽构件的方向排列并粘接在所述X射线屏蔽构件的X射线入射侧或者其相反侧中的任一侧并进行固化，其中，在进行如此粘接时，不使包覆构件粘接在装配夹具上；
(C)步骤，使所述装配夹具滑动，将包覆构件按横跨所述X射线屏蔽构件的方向排列并粘接在所述X射线屏蔽构件的另一侧并进行固化；
(D)步骤，重复所述步骤(B)以及所述步骤(C)，直至利用多个包覆构件粘接所有的X射线屏蔽构件的X射线入射侧及其相反侧为止。
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