CN202270031U - X射线/质子影像探测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所设计的一种X射线/质子影像探测器，它主要包括X射线/质子转换层，在X射线/质子转换层下部接触设有一层非晶硅影像感测阵列，且两者通过电连接，非晶硅影像感测阵列与信号缓冲器电连接，信号缓冲器与模拟数字转换器电连接，模拟数字转换器与控制电路电连接，在非晶硅影像感测阵列下部设有一层衰减层，在衰减层下部依次再设有一层X射线/质子转换层和一层非晶硅影像感测阵列，X射线/质子转换层和非晶硅影像感测阵列电连接，该非晶硅影像感测阵列同样与信号缓冲器电连接。该X射线/质子影像探测器，可以同时应用在X射线和质子射线成像应用中，既可增加图像信息量、提高成像质量，又具备使用的灵活性。
Description
技术领域
本实用新型涉及用X射线/质子进行医学成像的影像探测器，具体地说是一种X射线/质子影像探测器。
背景技术
目前，数字化X射线照相检测(简称DR)技术被广泛的应用于医疗检测仪器上。在X射线照相***中，大部分公司采用的是间接转换模式。X射线穿透物体后被射线转化层转化为与其密度相对应的光信号，所述光信号再被提供给光电转换装置，由光电转换装置将所述光信号转化为对应的电信号。然后，所述电信号再被传导到计算机的图像处理***集成为X射线影像，从而显示所照射物体的数字图像。
质子照相***是一种新的探测成像***。其工作原理是利用质子照射待检测物体，然后穿透部分再由上述转化程序转化为相应的光信号和电信号，最终用于构造物体的图像。质子具有剂量分布优势Bragg峰，其离子能量大部分沉积于射程的末端，可以在照射中达到高精度和高安全性。此外，质子影像探测器还可以探测入射质子的能量，从而导出穿过物体的厚度，这一点是X射线影像探测器无法完成的。并且由于利用质子治疗癌症已成为未来放射治疗发展趋势，所以对质子影像探测器的需求也逐渐增加。
尽管质子具有所述优势，但由于目前X射线影像探测器使用的广泛性，以及从经济性角度考虑，有必要提供一种既适用于X射线又适用于质子射线的探测器。对于使用者来说，既可增加图像信息，提高成像质量，又具备使用的灵活性。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种既适用于X射线又适用于质子射线的X射线/质子影像探测器。
为了达到上述目的，本实用新型所设计的X射线/质子影像探测器，它主要包括非晶硅影像感测阵列，在非晶硅影像感测阵列上部接触设有一层X射线/质子转换层，且两者通过电连接，非晶硅影像感测阵列与信号缓冲器电连接，信号缓冲器与模拟数字转换器电连接，模拟数字转换器与控制电路电连接。这种结构特点：X射线/质子转化层用于接收穿透物体的X射线或质子射线，并把X射线或质子射线的能量转换成光信号，非晶硅影像感测阵列能感测光信号，及少量荧光X射线/质子射线和减弱的X射线/质子射线，并将其转化为电信号，电信号经过信号缓冲器的放大后，再传送至模拟数字转换器，最后才由控制电路控制该电信号的读出，在探测质子射线时，该电信号与输入质子的阻止本领成正比关系，而待测质子射线的能量可由阻止本领导出。因此通过计算，探测器测得的电子信号可以转换为质子射线能量。
在非晶硅影像感测阵列下部设有一层衰减层，在衰减层下部依次再设有一层X射线/质子转换层和一层非晶硅影像感测阵列，X射线/质子转换层和非晶硅影像感测阵列电连接，该非晶硅影像感测阵列同样与信号缓冲器电连接。这种结构特点：在探测质子射线时，利用衰减层，使上下两层非晶硅影像感测阵列测出的不同能量下的阻止本领，进而更精确的推算出质子射线的能量。
作为优化，信号缓冲器、模拟数字转换器和控制电路设置在X射线/质子转换层侧边，不受X射线、质子直接照射，由于其材料对X射线/质子射线的耐受力低，长时间照射会损坏，从而影响探测器使用寿命。
本实用新型所得到的X射线/质子影像探测器，特点是：可以同时应用在X射线和质子射线成像应用中，既可增加图像信息量、提高成像质量，又具备使用的灵活性。质子成像***的设计中，使用了双层成像***，提高质子能量测量的精度。该X射线/质子影像探测器能被用于数字射线照相***或计算机轴向分层造影***中进行各种非破坏性的应用。这样的应用可能包括数字X射线照相***，X射线层析成像***，质子射线医学成像***及质子射线放射治疗的横向能量分布监测。
附图说明
图1为本实用新型为一层成像***的结构示意图；
图2为本实用新型为二层成像***的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例描述的X射线/质子影像探测器，它主要包括非晶硅影像感测阵列2，在非晶硅影像感测阵列2上部接触设有一层X射线/质子转换层1，且两者通过电连接，非晶硅影像感测阵列2与信号缓冲器3电连接，信号缓冲器3与模拟数字转换器4电连接，模拟数字转换器4与控制电路5电连接，信号缓冲器3、模拟数字转换器4和控制电路5设置在X射线/质子转换层1侧边，不受X射线、质子直接照射。
所述X射线/质子转化层为碘化铯闪烁晶体层。碘化铯将X射线转换成可见光的能力强，将碘化铯加工成柱状结构，可以进一步提高捕获X射线的能力，并减少散射光。所述X射线/质子转化层的厚度约为50微米到5毫米的范围内。
碘化铯闪烁晶体层是由闪烁体、光的收集部件和光电转换器件三部件而组成的辐射探测器。所以晶体闪烁探测器的转化层材料和原理都相似。高能粒子(x射线，电子束或质子束等)进入闪烁体后通过再生带电粒子(主要是电子)的碰撞并沉积能量，当闪烁体中原子的轨道电子从入射粒子接受大于其禁带宽度的能量时，便被激发跃迁至导带。然后，再经过一系列物理过程回到基态，根据退激的机制不同而发射出衰落时间很短的荧光。质子的传能线密度远高于X射线，在穿过相同厚度的闪烁晶体时会沉积更多的能量，从而使得碘化铯晶体探测质子射线的效率优于X射线。
所述非晶硅影像感测阵列2以薄膜晶体管为二维电子开关，由光电二极管像素阵列组成。非晶硅影像感测阵列2又称为主动像素传感器，其特点是：电源电压范围宽，方便电源电路的设计；电路抗干扰能力强；静态功耗低。
所述电子信号经过信号缓冲器3的同步和放大后，再传送至模拟数字转换器4，最后才由控制电路5控制该电子信号的读出。信号缓冲器3、模拟数字转换器4以及控制电路5是由电路彼此电连接，被设置在X射线/质子转换层1侧边，不受X射线、质子直接照射，因为其材料对X射线/质子射线耐受力低，长时间照射会损坏，影响探测器使用寿命。
实施例2：
如图2所示，本实施例描述的X射线/质子影像探测器，在非晶硅影像感测阵列2下部设有一层衰减层6，在衰减层6下部依次再设有一层X射线/质子转换层1和一层非晶硅影像感测阵列2，X射线/质子转换层1和非晶硅影像感测阵列2电连接，该非晶硅影像感测阵列2同样与信号缓冲器3电连接。
所述X射线/质子转化层的厚度约为50微米到5毫米的范围内。
所述非晶硅影像感测阵列2以薄膜晶体管为二维电子开关，由光电二极管像素阵列组成。非晶硅影像感测阵列2又称为主动像素传感器，其特点是：电源电压范围宽，方便电源电路的设计；电路抗干扰能力强；静态功耗低。
两层X射线/质子转化层和非晶硅影像感测阵列2之间放置一层衰减层6，所述衰减层6是由聚苯乙烯材料构成，其作用为减小通过质子束的能量。加入所述衰减层6的目的是使上下两层非晶硅影像感测阵列2测出的不同能量下的阻止本领，进而推算出更精确的原入射质子的能量。
所述电子信号经过信号缓冲器3的同步和放大后，再传送至模拟数字转换器4，最后才由控制电路5控制该电子信号的读出。信号缓冲器3、模拟数字转换器4以及控制电路5是由电路彼此电连接，被设置在X射线/质子转换层1侧边，不受X射线、质子直接照射，因为其材料对X射线/质子射线耐受力低，长时间照射会损坏，影响探测器使用寿命。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型权利要求所做的均等修饰与变化，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种X射线/质子影像探测器，它主要包括非晶硅影像感测阵列，其特征是在非晶硅影像感测阵列上部接触设有一层X射线/质子转换层，且两者通过电连接，非晶硅影像感测阵列与信号缓冲器电连接，信号缓冲器与模拟数字转换器电连接，模拟数字转换器与控制电路电连接。
2.根据权利要求1所述的X射线/质子影像探测器，其特征是在非晶硅影像感测阵列下部设有一层衰减层，在衰减层下部依次再设有一层X射线/质子转换层和一层非晶硅影像感测阵列，X射线/质子转换层和非晶硅影像感测阵列电连接，该非晶硅影像感测阵列同样与信号缓冲器电连接。
3.根据权利要求1或2所述的X射线/质子影像探测器，其特征是信号缓冲器、模拟数字转换器和控制电路设置在X射线/质子转换层侧边，避免受X射线、质子直接照射。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011203629036U CN202270031U (zh) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | X射线/质子影像探测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2011203629036U CN202270031U (zh) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | X射线/质子影像探测器 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN202270031U true CN202270031U (zh) | 2012-06-13 |
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| CN2011203629036U Expired - Fee Related CN202270031U (zh) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | X射线/质子影像探测器 |
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|---|---|
| CN (1) | CN202270031U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108490012A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-04 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 基于激光产生的x射线和质子的双粒子照相设备及方法 |
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2011
- 2011-09-26 CN CN2011203629036U patent/CN202270031U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN108490012A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-04 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 基于激光产生的x射线和质子的双粒子照相设备及方法 |
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