用于放射线成像的电子盒.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110459972.3

申请日:

20111231

公开号:

CN102579064A

公开日:

20120718

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

A61B6/00

主分类号:

A61B6/00

申请人:

富士胶片株式会社

发明人:

八木启太,北川祐介,岛田克己

地址:

日本东京

优先权:

2011-000609

专利代理机构:

中原信达知识产权代理有限责任公司

代理人:

谢晨;刘光明

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内容摘要

一种用于放射线成像的电子盒,其具有图像检测装置,该图像检测装置用于形成使用放射线照射的被摄体的图像。图像检测装置包括壳体。用于接收放射线的窗口开口形成在壳体中。用于将来自窗口开口的放射线转换为光的闪烁器包含在壳体中。设置在闪烁器和窗口开口之间以将光转换为信号的检测面板包含在壳体中。四边形的放射线透过板设置为封闭窗口开口,放射线可透过该放射线透过板,至少具有在放射线进入壳体的方向上布置的高热导率片和低热导率片,放射线透过板是各向异性的,使得热导率在四边形的纵向上比在四边形的横向上高。

权利要求书

1.一种用于检测来自被摄体的放射线以根据放射线成像来形成所述被摄体的图像的电子盒,包括:放射线透过板,所述放射线透过板是四边形的,至少包括在所述放射线进入方向上彼此叠加的高热导率片和低热导率片,并且所述放射线透过板是各向异性的,使得热导率在所述四边形的纵向上比所述四边形的横向上高;闪烁器,所述闪烁器用于将经过所述放射线透过板的所述放射线转换为光;检测面板,所述检测面板用于将来自所述闪烁器的所述光转换为电信号;壳体,所述壳体用于包含所述闪烁器和所述检测面板,所述壳体具有一个接收表面,所述接收表面中设置了所述放射线透过板。 2.根据权利要求1所述的电子盒,其中,所述高热导率片设置在在所述放射线透过板的外表面处。 3.根据权利要求2所述的电子盒,其中,所述高热导率片包含碳材料。 4.根据权利要求2所述的电子盒,其中,所述高热导率片包括:至少一个第一预浸层,所述第一预浸层通过在碳纤维中浸渍基质树脂而产生,并且设置为在所述纵向上对齐所述碳纤维;至少一个第二预浸层,所述第二预浸层通过在碳纤维中浸渍基质树脂而产生,并且设置为在所述横向上对齐所述碳纤维。 5.根据权利要求4所述的电子盒,其中,所述至少一个第一预浸层的层数量高于所述至少一个第二预浸层的层数量。 6.根据权利要求5所述的电子盒,其中,所述第二预浸层以与所述第一预浸层交替的方式叠加在所述第一预浸层上。 7.根据权利要求5所述的电子盒,其中,多个所述第一预浸层包括彼此叠加并且设置在所述第二预浸层中的两个之间的两个或更多个层。 8.根据权利要求1所述的电子盒,其中,所述检测面板被固定到所述放射线透过板。 9.根据权利要求8所述的电子盒,其中,通过粘合来附接所述检测面板。 10.根据权利要求1所述的电子盒,其中,满足条件TL/TS=L/S其中,TL是所述高热导率片在所述纵向上的所述热导率,TS是所述高热导率片在所述横向上的所述热导率,L是所述四边形的长边线的长度,并且S是所述四边形的短边线的长度。 11.根据权利要求1所述的电子盒,其中,所述壳体具有根据国际标准ISO 4090:2001的大小。 12.根据权利要求1所述的电子盒,进一步包括开口,所述开口形成在所述壳体的所述接收表面中,并且通过固定到所述开口的所述放射线透过板被封闭。

说明书

技术领域

本发明涉及用于放射线成像的电子盒。更具体地,本发明涉及如 下用于放射线成像的电子盒,其中,可以防止温度不均匀以保持放射 线图像的图像质量。

背景技术

在通过使用X射线作为放射线的医疗诊断领域中,作为放射线成 像系统的X射线成像系统是已知的。在X射线成像系统中包括的X射 线成像设备通过接收在使用X射线源照射后透过被摄体的X射线而形 成被摄体的X射线图像。具体地,图像检测装置或FPD装置(平板检 测装置)包含在X射线成像设备中。图像检测装置的检测表面具有用 于存储根据所接收的X射线量的信号电荷的像素。经由被摄体的图像 信息,通过存储每一个像素的信号电荷来形成X射线图像。根据图像 信息来输出数字形式的图像数据。

一种公知类型的图像检测装置是间接转换型,其包括检测面板和 闪烁器。检测面板具有玻璃的绝缘基板和作为检测表面的光电转换层, 光电转换层由用于光电地产生电荷的像素在基板上形成。闪烁器设置 在检测面板的检测表面上,并且将X射线转换为可见光。在操作中, 闪烁器接收X射线,并且产生可见光。检测面板将可见光转换为信号 电荷。

公知多种类型的X射线成像设备,包括固定型(安装型)和便携 型。固定型具有图像检测装置和落地支架或X射线台,其中病人定位 在该落地支架或X射线台上以将他的或她的身体部分成像。便携型是 电子盒或检测器模块(传感器模块),其包括水平延伸形状的壳体和 在该壳体内包含的图像检测装置。电子盒的使用类似于作为常规使用 的、具有光敏材料的物品的X射线胶片盒和成像板盒(IP盒)的使用。 可以搬运电子盒以到达不容易移动到用于成像的检察室的病人的床, 并且电子盒可以用于难以使用固定型来成像的小身体部分的成像,例 如手、腿、肘部、膝盖、其他关节等。

在对于电子盒标准化的各种大小中,电子盒的壳体具有383.5x 459.5mm的大小,该大小被广泛地用作X射线胶片盒和成像板盒的大 小。这样的益处在于:即使在对于X射线胶片盒和成像板盒构造的常 规的落地支架或X射线台中,也可以使用该电子盒。

为了电子盒的壳体的可靠性,要求壳体的优选结构。第一,为了 便携性,壳体应当是轻便的。第二,因为X射线透射进入壳体,包括 在壳体中的前盖应当具有高放射线透过性。第三,通常当在与X射线 成像设备的落地支架或X射线台分开的床或桌子上使用电子盒时,壳 体的接收表面应当具有足以承受被摄体或身体部分的重量的硬度。

JP-A 2005-313613和美国专利No.4,638,501(对应于JP-Y 2-048841)公开了用于容纳电子盒的放射线透过板的示例,该放射线透 过板由具有轻便性、高硬度并且具有高放射线透过性的碳材料形成。 在JP-A 2005-313613中,放射线透过板具有三明治形状,包括核心层 和用于夹着该核心层的两层。核心层与该两层中的一种由CFRP(碳纤 维增强塑料)形成。核心层与第一层和第二层的剩余的一种由包含芳 香族聚酰胺纤维的AFRP(芳纶纤维增强塑料)形成。通过使用AFRP 覆盖CFRP,这在保持高硬度并且防止放射线透过板的表面出现断裂时 是有效的。美国专利No.4,638,501公开了放射线透过板,该放射线透 过板具有核心层和用于夹着该核心层的两层。该核心层由树脂形成。 该两层由CFRP形成,因此有可能保持高硬度和高放射线透过性。

图像检测装置的检测面板比X射线胶片盒和成像板盒更显著地对 温度改变做出反应。在检测面板的检测表面上出现的温度不均匀可能 容易地引起在由图像检测装置形成的图像中的密度不均匀。当检测面 板的检测表面的位置与壳体的放射线透过板在投影平面上的位置不同 时,因为温度的局部上升而在放射线透过板上产生温度不均匀,以影 响检测面板的温度不均匀。

当电子盒被分开地用于被摄体的成像时,被摄体直接地接触放射 线透过板,放射线透过板的接触部分被被摄体的体温温暖。如果被摄 体的大小小于放射线透过板的大小,例如,对于手或腿的成像,因为 在放射线透过板中存在接触部分,则温度不均匀有可能出现在放射线 透过板上。在电子盒中,与固定型的X射线成像设备的相反,壳体是 小厚度型。因为放射线透过板与检测面板的接近,导致放射线透过板 的剩余热量至检测面板的不需要的传导的问题。

在图像检测装置中已知ISS方法或照射侧采样方法,在该方法中, 从X射线的外侧向内侧在壳体中以检测面板和闪烁器的顺序布置图像 检测装置的元件。即,检测面板的检测表面与用于X射线的闪烁器的 接收表面相对。温度不均匀的问题在ISS方法中特别严重。根据ISS 方法,检测面板设置为比根据PSS方法或穿透侧采样方法更接近放射 线透过板,在PSS方法或穿透侧采样方法中,以放射线透过板、闪烁 器和检测面板的顺序来布置元件。

JP-A 2005-313613和美国专利No.4,638,501公开了具有轻便性、 高硬度和高放射线透过性的放射线透过板,但是未提出防止由于通过 放射线透过板给出的剩余热量导致的检测面板的温度不均匀。

发明内容

鉴于上述问题,本发明的目的是提供一种用于放射线成像的电子 盒,其中,可以防止温度不均匀以保持放射线图像的图像质量。

为了实现本发明的上述和其他目的以及优点,提供了一种电子盒, 用于检测来自被摄体的放射线以根据放射线成像来形成其图像。存在 四边形的放射线透过板,该放射线透过板至少包括在放射线进入方向 上彼此叠加的高热导率片和低热导率片,并且该放射线透过板为各向 异性的,使得热导率在四边形的纵向上比四边形的横向上高。闪烁器 将经过放射线透过板的放射线转换为光。检测面板将来自闪烁器的光 转换为电信号。壳体包含闪烁器和检测面板,该壳体具有一个接收表 面,其中设置了所述放射线透过板。

高热导率片设置在放射线透过板的外表面处。

此外,在壳体的接收表面中形成开口,并且开口通过固定到其上 的放射线透过板被封闭。

高热导率片包含碳材料。

高热导率片包括至少一个第一预浸层,第一预浸层通过在碳纤维 中浸渍基质树脂而产生,并且设置为在纵向上对齐碳纤维。通过在碳 纤维中浸渍基质树脂产生至少一个第二预浸层,并且该第二预浸层设 置为在横向上对齐碳纤维。

至少一个第一预浸层的层数量高于至少一个第二预浸层的层数 量。

第二预浸层以与第一预浸层交替的方式叠加在第一预浸层上。

第二预浸层设置在多个第一预浸层之间的点的每一个处。

在一个优选实施例中,多个第一预浸层包括直接叠加在彼此上的 两个或更多层。

检测面板被固定到在壳体内的放射线透过板的内表面。

通过粘合来附接检测面板。

满足条件TL/TS=L/S,其中,TL是高热导率片在纵向上的热导 率,TS是高热导率片在横向上的热导率,L是四边形的长边线的长度, 并且S是四边形的短边线的长度。

壳体具有根据国际标准ISO 4090:2001的大小。

在一个优选实施例中,提供了一种用于放射线成像的电子盒,电 子盒具有图像检测装置,该图像检测装置用于形成使用放射线照射的 被摄体的图像。图像检测装置包括壳体。在壳体中形成用于接收放射 线的窗口开口。在壳体中包含用于将来自窗口开口的放射线转换为光 的闪烁器。在壳体中包含检测面板,检测面板设置在闪烁器和窗口开 口之间,用于将光转换为信号。基本上四边形的放射线透过板设置为 封闭窗口开口,放射线透过板对于放射线是可透过的,并至少具有布 置在放射线进入壳体内的方向上的高热导率片和低热导率片,放射线 透过板是各向异性的,使得热导率在四边形的纵向上比在四边形的横 向上高。

高热导率片被布置在壳体的外表面处。

因此,因为放射线透过板关于热导率是各向异性的,可以防止温 度不均匀,以保持放射线图像的图像质量。

附图说明

当结合附图阅读时,从下述具体实施方式中,本发明的上述目的 和优点将变得更清楚,在附图中:

图1是图示了X射线成像系统的说明性视图;

图2是图示了电子盒的透视图;

图3是图示了图像检测装置(FPD)的框图;

图4是图示了电子盒的分解透视图;

图5是图示了电子盒的截面;

图6是图示了放射线透过板的说明性截面图;

图7是图示了高热导率片的说明性透视图;

图8是图示了在热导率上各向异性的高热导率片的说明性平面 图;

图9是图示了高热导率片的另一个优选示例的说明性透视图。

具体实施方式

在图1中,作为放射线成像系统的X射线成像系统10包括X射 线源设备11和X射线成像设备12。X射线源设备11包括X射线源13、 源控制单元14和启动开关15。源控制单元14控制X射线源13。X射 线源13包括X射线管13a和用于限制来自X射线管13a的X射线面 积的准直器13b。

X射线管13a具有阳极和阴极。阴极具有用于发射热电子的灯丝。 该阳极是通过来自阴极的热电子撞击而发射X射线的目标。准直器13b 的示例具有准直器开口和多个铅板。准直器开口设置在中心处。该铅 板以光栅形式组合以用于遮蔽X射线,并且被移动来改变准直器开口 的开口大小以确定视野面积。

源控制单元14包括电压源和控制器。该电压源向X射线源13施 加高电压。该控制器控制管电压、管电流和照射时间,该管电压确定 由X射线源13发射的X射线的能谱,该管流确定每单位时间的X射 线的剂量,该照射时间是X射线发射的持续时间。该电压源具有变压 器,用于升高输入电压以获得高电平的管电压,并且通过线缆向X射 线源13提供功率。作为成像条件的管电压、管电流和照射时间被操纵 源控制单元14的输入面板的操作员手动地确定,或可以通过来自X射 线成像设备12的通信线缆被电确定。

启动开关15是用于向源控制单元14输入控制信号的输入单元。 启动开关15是两级开关(两级按钮),并且当被半程压下时,输入用 于X射线源13的预热的启动信号,并且当被完全压下时,输入用于启 动X射线源13以发射X射线的发射信号。

X射线成像设备12包括电子盒21或检测器模块(传感器模块)、 用于成像的落地支架22、成像控制单元23和控制台单元24。电子盒 21包括图像检测装置31或FPD装置(平板检测装置)(图3)和用于 容纳图像检测装置31的便携壳体26(图2)。由X射线源13发射并 且透过病人或被摄体H传送的X射线被电子盒21检测以形成X射线 图像。电子盒21的壳体26具有水平延伸形状的盒子。壳体26以与标 准化大小383.5x 459.5mm的胶片或IP盒相同的方式具有根据国际标 准ISO 4090:2001的大小。在图2中,在壳体26中形成构成接收表面 的窗口开口26a。壳体26的轮廓形状是矩形。

落地支架22具有用于以可移除方式容纳电子盒21进入的槽,并 且在使电子盒21朝向X射线源13的入射表面相对的方向上保持电子 盒21。因为电子盒21的壳体26的大小与胶片盒或IP盒的大小基本上 类似,所以电子盒21可以被设置在用于胶片盒或IP盒的落地支架上。 注意,作为被摄体H的病人虽然在根据实施例的落地支架22的直立方 向上,但是该病人也可以在水平平躺方向上被成像。为此,使用用于 放置病人的X射线台来取代落地支架22。

成像控制单元23根据有线通信系统或无线通信系统与电子盒21 连接,并且控制电子盒21。具体地,成像控制单元23向电子盒21发 送成像条件的信息,以确定图像检测装置31的信号处理的处理条件, 例如,用于根据信号电荷来放大电压的集成放大器的输入增益。成像 控制单元23从X射线源设备11接收同步信号,以将来自X射线源13 的发射与图像检测装置31的存储同步。成像控制单元23向X射线成 像设备12发送同步信号,以便以同步的方式控制X射线源13和图像 检测装置31。并且,成像控制单元23接收由电子盒21输出的图像数 据,并且向控制台单元24发送该图像数据。

控制台单元24接收关于诊断病例的病人的个人信息的输入,诸如 性别、年龄、身体部分、医院科室、目的等,并且显示诊断病例的信 息。诊断病例信息由用于管理病人信息或诊断信息的外部系统原始提 供,外部系统诸如HIS(医院信息系统)和RIS(放射科信息系统)。 并且,诊断病例信息可以由操作员或技术人员手动地原始输入。他或 她观察在显示面板上的诊断病例信息,并且通过观看在控制台单元24 上的图像来选择性地确定成像条件。该条件信息被发送到成像控制单 元23。

控制台单元24处理从成像控制单元23传送的X射线图像的数据 以用于图像处理。经处理的X射线图像被显示在控制台单元24的显示 面板上。经处理的X射线图像的数据被存储在例如在控制台单元24中 的硬盘装置或存储器的存储介质中,和通过网络与控制台单元24连接 的图像服务器中。

在图2中,医生希望将难以放置在位于落地支架22上的电子盒 21上的作为被摄体H的病人的手、脚等成像。为此,将电子盒21从 落地支架22移除以供使用。为了将手成像,通过使作为壳体26的一 部分的窗口开口26a朝向上方,将电子盒21布置在桌子、床等上。将 作为被摄体H的病人的手放置在窗口开口26a的中心处用于成像。作 为X射线透明板的放射线透过板27构成接收表面,并且被适配在窗口 开口26a中。如果从落地支架22移除电子盒21用于成像,则作为被 摄体H的病人的身体部分保持与放射线透过板27直接接触以便成像。

在图3中,图像检测装置31包括检测面板35、门驱动器39、信 号处理器40和控制器41。检测面板35包括检测表面38和多个像素 37。像素37以多个阵列设置在检测表面38上,并且存储根据X射线 的入射放射线量的电荷。门驱动器39驱动像素37,并且控制信号电荷 的读取。信号处理器40将来自像素37的信号电荷转换为数字数据。 控制器41控制门驱动器39和信号处理器40以控制图像检测装置31。 像素37以预定节距设置为在x方向上的G1-Gn和在y方向上的D1-Dm 的多个阵列。

图像检测装置31是间接转换型,其中,X射线被转换为可见光, 并且该可见光被光电转换以存储信号电荷。检测面板35是光电转换面 板,其中,像素37光电转换可见光。用于将X射线转换为可见光的闪 烁器61设置在检测表面38上,并且与检测表面38的整体相对。参见 图4和5。闪烁器61包括荧光体,诸如碘化铯(CsI)和钆的硫氧化物 (GOS)。闪烁器61的示例具有支架、荧光体和涂敷了荧光体并且使 用粘合剂附接到支架的片。闪烁器61也由通过使用蒸镀在检测表面38 上覆盖的荧光体构成。

检测表面38具有标准化大小383.5x 459.5mm的形状。放射线透 过板27具有根据检测表面38的大小的四边形形状。

像素37的每一个包括光电二极管42和电容器。光电二极管42是 光电转换装置,用于在接收到可见光时产生电荷(电子和空穴)。电 容器存储由光电二极管42产生的电荷。薄膜晶体管43(TFT)是与像 素37相关联的开关元件。检测面板35是TFT有源矩阵基板,其包括 绝缘体的玻璃基板71和在玻璃基板71上形成的像素37。参见图5。

光电二极管42具有包括诸如PIN型的非晶硅(a-Si)半导体层, 以及在该半导体层上形成的上电极和下电极的结构。薄膜晶体管43连 接到光电二极管42的下电极。偏置线47连接到上电极。偏置电源48 向光电二极管42施加偏压。通过施加偏压以在半导体层中产生电场。 通过光电转换而在半导体层中产生的电荷(电子和空穴)移动到具有 正和负极性的上电极和下电极,使得电容器存储电荷。

薄膜晶体管43具有栅极电极、源极电极和漏极电极。扫描线44 连接到栅极电极。信号线46连接到源极电极。漏极电极与光电二极管 42连接。以光栅形状设置扫描线44和信号线46。扫描线44包括检测 表面38的像素37的数量n的水平线元件。信号线46包括像素37的 数量m的垂直线元件。扫描线44与门驱动器39连接。读取电路49与 信号线46连接。

读取电路49包括集成放大器和复用器。集成放大器将从检测面板 35读取的信号电荷转换为电压信号。复用器在检测表面38上的像素 37的阵列中变换,以逐个阵列地输出电压信号。A/D转换器51将来自 读取电路49的电压信号转换为数字数据。访问存储器52以存储数字 数据或图像数据。

在图4和5中,壳体26包括前盖56和后盖57。面板单元62包 括检测面板35和闪烁器61。前盖56和后盖57覆盖面板单元62。前 盖56具有窗口开口26a。前盖56包括盖框56a和放射线透过板27。在 盖框56a中限定了窗口开口26a。放射线透过板27被适配在窗口开口 26a中。放射线透过板27由具有轻便性、高硬度和高X射线透明度的 碳材料形成。盖框56a的材料是树脂。后盖57的材料是不锈钢或其他 金属。在面板单元62之后设置了多个元件,包括基体板63与电路板 66、67、68和69。

根据ISS方法(照射侧采样方法)来构造电子盒21。闪烁器61 的X射线接收表面61a与检测面板35的检测表面38相对。在面板单 元62中,从壳体26的窗口开口26a的一侧起布置检测面板35和闪烁 器61。

X射线根据在闪烁器61的厚度方向上的进入来衰减。并且,由闪 烁器61发射的可见光以相同方式衰减。来自闪烁器61的光的光量在 其中X射线入射的接收表面61a上最高。注意,因为在闪烁器61的接 收表面61a上的光被检测面板35的检测表面38检测,在光检测中的 效率在ISS方法(照射侧采样方法)中比在PSS方法(穿透侧采样方 法)中更好。因为X射线进入检测面板35的与检测表面38相反的后 表面,ISS方法也被称为后侧照射方法。

根据ISS方法,检测面板35的后表面与放射线透过板27的内表 面相对。为了减小壳体26的厚度,使用双面胶带72(双面压敏胶带)、 粘合剂等来将玻璃基板71附接到放射线透过板27的内表面,以便固 定面板单元62。电路板66-69附接到基体板63。基体板63的材料的示 例是不锈钢。铜板附接到基体板63的前表面,以阻挡朝向电路板66-69 的X射线。热绝缘器73设置在基体板63和闪烁器61之间以及闪烁器 61的接收表面61a之后,并且防止热量从电路板66-69传导到检测面 板35。热绝缘体73的示例是海绵片或其他多孔材料片。

电路板66具有用于驱动检测面板35的TFT的门驱动器39的电 路元件。电路板67具有A/D转换器51的电路元件。电路板68具有控 制器41的电路元件。电路板69具有电源电路的电路元件,诸如AC/DC 转换器、DC/DC转换器等。

存在用于将电路板66和67分别连接到检测面板35的柔性线缆 76和77。TCP(薄膜封装)类型的IC芯片78和79被分别安装在柔性 线缆76和77上。IC芯片78包括用于以像素37的行作为单位串行地 移位门脉冲的移位寄存器,并且与在电路板66上的电路元件结合构成 门驱动器39。IC芯片79是用于构成读取电路49的ASIC(专用集成 电路)。

与PSS方法相反,根据ISS方法,在检测面板35和放射线透过板 27之间没有闪烁器。与PSS方法相比,放射线透过板27设置为更接近 检测面板35,使得放射线透过板27的剩余热量容易被传送到检测面板 35。由于放射线透过板27在投影平面中重叠在检测面板35的检测表 面38上,如果在放射线透过板27中出现温度不均匀,则放射线透过 板27的剩余热量传导到检测面板35。光电二极管42的暗电流的灵敏 度和特性存在温度相关性。在检测表面38上的温度不均匀的出现引起 在图像中的密度不均匀。

在图2中,病人的手或被摄体H在成像操作期间接触放射线透过 板27。病人的手掌或手指可能产生热量,局部地提高放射线透过板27 的温度。出现图像密度不均匀引起手掌或手指的不需要的成像。

碳材料以轻便性、高硬度和高X射线透明度的优点用于放射线透 过板27。碳材料满足放射线透过板27的基本条件。并且,即使温度在 放射线透过板27的平面上局部上升时,也在检测面板35的检测表面 38上充分地抑制温度不均匀,这将在下文中描述。

在图6中,放射线透过板27具有作为以从壳体26的窗口开口26a 向内的顺序设置的层的高热导率片81和低热导率片82。在高热导率片 81和低热导率片82之间存在热导率上的差别。高热导率片81被布置 在外侧,并且在外部显现。低热导率片82被布置在壳体26中的内侧, 并且接近检测面板35。

因为位于放射线透过板27的外部,高热导率片81接触被摄体H。 被摄体H的热量被传送到高热导率片81的接触部分。然后,该热量被 传送到在接触部分周围的较宽部分。传送热量的速度在高热导率片81 中比在低热导率片82中更高。

因此,从接触部分产生的热量在传送到低热导率片82之前在高热 导率片81内散开。参见在图6中的箭头。与具有相等的热导率的层的 常规放射线透过板作比较,内部设置的低热导率片82作为热绝缘体。 热量不会向检测面板35或在厚度方向27中内部传导,但是容易在与 厚度方向垂直的平面上散开。如果病人或被摄体接触放射线透过板27 的一部分而局部加热放射线透过板27时,可以防止温度不均匀。即使 具有放射线透过板27的剩余热量,也可以充分地抑制在检测面板35 的检测表面38的温度不均匀,以防止出现图像密度不均匀。

在最外侧上布置的高热导率片81被暴露到空气。在高热导率片 81的内表面处的热量耗散到空气。这对于高散热并且防止在放射线透 过板27中存储热量是有效的。

现在描述高和低热导率片81和82的材料。高热导率片81的材料 的示例是由包含沥青基碳纤维的沥青基碳材料形成的沥青基碳片。低 热导率片82的材料的示例是由包含PAN碳纤维(聚丙烯腈碳纤维) 的PAN碳材料形成的PAN碳片。通过以各种可用方法中的一种附接 高热导率片81和低热导率片82来获得放射线透过板27,该各种可用 方法例如是热压、焊接、粘合等。

通过碳化沥青前体来获得沥青基碳纤维,该沥青前体是从煤焦油 或重石油馏份形成的沥青基纤维。通过碳化PAN前体来获得PAN碳 纤维,PAN前体是在聚合丙烯腈后从聚丙烯腈形成的丙烯酸纤维。沥 青基碳纤维具有比PAN碳纤维热导率更高的优点。PAN碳纤维具有比 沥青基碳纤维硬度更高和成本更低的优点。

在图7中,通过堆叠在一起的多个第一预浸层81a或预浸片层和 第二预浸层81b或预浸片层来构成高热导率片81。第二预浸层81b的 碳纤维的纤维方向垂直于第一预浸层81a的碳纤维的纤维方向。第一 预浸层81a和第二预浸层81b中的每一个包括碳纤维和在碳纤维中浸 渍的基质树脂,并且被成形为片状。第一预浸层81a和第二预浸层81b 的大小在水平上等于放射线透过板27的大小。第一预浸层81a和第二 预浸层81b中的每一个通过用于将低热导率片82附接到高热导率片81 的诸如热压的适当方法来形成。

通过制备碳纤维片并且通过在碳纤维片中浸渍树脂来获得第一预 浸层81a,在该碳纤维片中,碳纤维在纵向上对齐。通过制备碳纤维片 并且通过在碳纤维片中浸渍树脂来获得第二预浸层81b,在该碳纤维片 中,碳纤维在与纵向交叉的横向上对齐。碳纤维具有比树脂高的热导 率,因此,热量很可能在碳纤维的方向上传导。特别地在纤维方向上 具有高热导率。简而言之,第一预浸层81a在纵向上比在横向上具有 更高的热导率。第二预浸层81b在横向上比在纵向上具有更高的热导 率。

高热导率片81是多个元件的组合,其中,第一预浸层81a与第二 预浸层81b交替。这引起了在第一和第二预浸层81a和81b中的碳纤 维的方向的交叉。在交叉点中的任何一个处传送热量。因此,在第一 预浸层81a和第二预浸层81b之间的高热导率片81的厚度方向上传送 热量。

因此,可以在纵向和横向两者上有效地散开热量,因为高热导率 片81由交替叠加的纤维方向彼此垂直的第一预浸层81a和第二预浸层 81b构成。这是区别于预浸层中的纤维方向单一的已知结构的特征。

第一预浸层81a的数量是三,并且大于第二预浸层81b的数量二。 这是因为第一预浸层81a包括最内侧设置的一个和最外侧设置的一个, 并且第二预浸层81b被设置在第一预浸层81a中的两层之间。因为第 一预浸层81a的数量大于第二预浸层81b的数量,高热导率片81在水 平方向中的热导率是各向异性的,在纵向和横向之间存在差别。

在图8中,因为热导率在纵向上更高,在水平方向上的热量的散 开速度在纵向上比在横向上更高。实线的椭圆86表示在向作为高热导 率片81的中心的点P施加热量后在预定时间间隔中散开热量的区域。 相反,虚线的圆圈87表示在纵向和横向上的热导率相等的条件下的散 开热量的区域。因为高热导率片81的水平形状是矩形,所以与圆圈87 的形状相比,由于在椭圆86的形状上在温度上的高均匀性,存在较小 的温度不均匀。

如果二者在横向上的热导率相等,则因为椭圆86在纵向上的热导 率更高,所以对椭圆86而言每单位时间的热量散开面积比对圆圈87 的更大。因此,热导率上的各向异性在高散热上,特别是当高热导率 片81的水平形状是矩形时是有效的。

如果在纵向和横向之间的热导率的差别过高,则表示每单位时间 的热量散开的椭圆86的短轴变得很短。因为高热导率片81在其横向 上的区域不能被有效地利用,有可能的是,可能降低在水平方向上的 温度均匀性和散热效率。在矩形的高热导率片81中,当满足下述条件 时,每单位时间的热量散开面积最大化:

TL/TS=L/S

其中,TL是在纵向上的热导率,TS是在横向上的热导率,L是矩形的 较长边线的长度,并且S是矩形的较短边线的长度。因此,优选的是, 在高热导率片81中的纵向和横向之间热导率的差别满足上述等式。

对于在纵向和横向之间热导率的差别,可能为了在纵向上更高的 热导率提高第一预浸层81a的数量,以及可能为了在横向上更高的热 导率提高第二预浸层81b的数量。并且,可以向第一预浸层81a和第 二预浸层81b的数量提供优先级。对于这个结构,可以增加具有不同 的热导率的预浸层,以调整在热导率上的差别。例如,具有不同的热 导率的两种预浸层被用作第一预浸层81a,其纤维被定向在纵向上。为 了提高在纵向上的热导率,使用具有高热导率的类型的预浸层。为了 降低在纵向上的热导率,使用具有低热导率的类型的预浸层。

低热导率片82也以与高热导率片81类似的方式构成多个预浸层。 可能以与高热导率片81类似的方式在水平方向上形成具有各向异性的 热导率的低热导率片82。热量以比高热导率片81小的量均匀传送到低 热导率片82。在低热导率片82中热导率的各向异性在以高热导率片 81的方式利用矩形区域上是有效的。

如上所述,如果在放射线透过板27的平面上出现温度的局部升 高,则热量在放射线透过板27的平面上散开,使得温度变得均匀。因 此,可以充分地抑制在检测面板35的检测表面38上温度的不均匀。 可以防止在图像密度上出现不均匀。壳体26具有小厚度。通常对于ISS 方法,检测面板35设置为很接近放射线透过板27。从那些视点,本发 明的特征特别重要。

在上述实施例中,第二预浸层81b设置为与第一预浸层81a交替 地排列。第二预浸层81b中的一个设置在第一预浸层81a之间的点的 任何一个处。在图9中图示了另一个优选实施例,其中,第一预浸层 81a中的两个或更多个直接地叠加在彼此之上。

在上述实施例中,高热导率片81包括第一预浸层81a和第二预浸 层81b。然而,可以在高热导率片81中仅使用第一预浸层81a而不使 用第二预浸层81b。这在高热导率片81中设置在纵向上比在横向上更 高的热导率上是有效的。优选的是,以与第一预浸层81a混合的方式 来设置第二预浸层81b,因为在纵向和横向之间在热导率上的极大差别 是不利的。

并且,可以使用如下预浸层,其中,除了第一预浸层81a和第二 预浸层81b之外,在通过将碳纤维在纵向和横向两者上编织而获得的 横向纤维(交叉纤维)中浸渍树脂。此外,除了第一预浸层81a和第 二预浸层81b之外,可以使用作为第三预浸层的横向纤维的预浸层。 可以使用横向纤维的预浸层代替第二预浸层81b。

在上述实施例中,第一预浸层81a中的一个设置在最上侧。然而, 在上侧的第一预浸层81a可以被另一个最上层覆盖,例如第二预浸层 81b中的一个,以及一个横向纤维的预浸层。

在上述实施例中,高热导率片81设置在放射线透过板27中的最 外侧上。这在良好的散热效率上是有益的,因为从被摄体H到放射线 透过板27的剩余热量可以在具有高散热效果的外部表面上散开。高热 导率片81可以不位于最外侧。即,另一层可以形成和定位在高热导率 片81外部,高热导率片81应当被定位在高热导率片82之外。并且, 另一层可以形成在高热导率片81和低热导率片82之间。可以在低热 导率片82的内侧上形成层。

在上述实施例中,检测面板35直接地附接到放射线透过板27。 然而,可以在检测面板35和放射线透过板27之间使用额外的部件来 将检测面板35附接到放射线透过板27的内表面。除了粘合之外,检 测面板35的附接方法可以是使用螺钉、夹具等来紧固。如果通过使用 粘合剂使得在检测面板35和放射线透过板27之间通常没有间隙空间 或有很小的空间,则放射线透过板27的剩余热量有可能传导到检测面 板35。本发明的特征通常很重要。如果使用螺钉或夹具的紧固用于附 接,则与用于紧固的粘合相反,在检测面板35和放射线透过板27之 间形成间隙空间。放射线透过板27的剩余热量可以通过空气以及放射 线透过板27和检测面板35的接触部分传导到检测面板35。可以获得 本发明的效果。

在上述实施例中,接触放射线透过板27的示例是根据作为被摄体 H的病人的身体部分。注意,在外侧上的放射线透过板27易受到壳体 26安装位置的各种环境因素的影响。然而,即使在位置的环境因素的 情况下,本发明的特征在去除放射线透过板27的温度的局部升高的影 响上有效。

在上述实施例中,检测面板35有具有像素37的检测表面38。然 而,可以取代玻璃基板71使用具有透射性以及X射线透射性的较小厚 度的树脂片。也可以利用闪烁器61作为用于形成像素37的基板而不 使用玻璃基板71,以作为具有检测表面38的检测面板来使用。树脂片 和闪烁器61作为基板的使用在足够快地向检测表面38传送放射线透 过板27的剩余热量上是有效的。壳体也可以根据在检测面板或具有透 明板的壳体上的柔性而具有更小的厚度。本发明的特征特别重要。

可以使用各种材料来形成高热导率片81和低热导率片82,而不 使用沥青基碳材料和PAN碳材料。可能使用碳材料仅用于高热导率片 81和低热导率片82中的一个。然而,因为碳材料具有轻便性、高硬度 和高X射线透明度的特征而对于电子盒具有良好性能,碳材料的使用 特别优选。

在上述实施例中,检测表面具有标准化大小383.5x 459.5mm。然 而,检测表面可以具有另一个大小。在上述实施例中,通过放射线透 过板27和盖框56a来构成壳体的前盖。然而,可以通过放射线透过板 27来构成壳体的完整的前表面。

在上述实施例中,放射线透过板27具有矩形形状。然而,放射线 透过板27可以具有可以在一个方向上较长的梯形形状等。

在上述实施例中,壳体26的盖框56a由树脂形成。后盖57由作 为通用材料的不锈钢或其他金属形成。在附图中,盖框56a和后盖57 画有阴影线以表示不透明。然而,盖框56a和后盖57可以由放射线透 过材料或辐射不透过的材料形成。

在上述实施例中,放射线是X射线。然而,根据本发明的放射线 可以是除了X射线之外的伽马射线等。

虽然已经参考附图通过本发明的优选实施例充分描述了本发明, 但是各种改变和变型对于本领域内的技术人员是明显的。因此,除非 这些改变和修改偏离本发明的范围,它们应当被解释为被包括在本发 明的范围中。

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1、(10)申请公布号 CN 102579064 A (43)申请公布日 2012.07.18 CN 102579064 A *CN102579064A* (21)申请号 201110459972.3 (22)申请日 2011.12.31 2011-000609 2011.01.05 JP A61B 6/00(2006.01) (71)申请人 富士胶片株式会社 地址 日本东京 (72)发明人 八木启太 北川祐介 岛田克己 (74)专利代理机构 中原信达知识产权代理有限 责任公司 11219 代理人 谢晨 刘光明 (54) 发明名称 用于放射线成像的电子盒 (57) 摘要 一种用于放射线成像的电子盒。

2、, 其具有图像 检测装置, 该图像检测装置用于形成使用放射线 照射的被摄体的图像。图像检测装置包括壳体。 用于接收放射线的窗口开口形成在壳体中。用于 将来自窗口开口的放射线转换为光的闪烁器包含 在壳体中。设置在闪烁器和窗口开口之间以将光 转换为信号的检测面板包含在壳体中。四边形的 放射线透过板设置为封闭窗口开口, 放射线可透 过该放射线透过板, 至少具有在放射线进入壳体 的方向上布置的高热导率片和低热导率片, 放射 线透过板是各向异性的, 使得热导率在四边形的 纵向上比在四边形的横向上高。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 10 页 附图 9 页 (19)。

3、中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 10 页 附图 9 页 1/1 页 2 1. 一种用于检测来自被摄体的放射线以根据放射线成像来形成所述被摄体的图像的 电子盒, 包括 : 放射线透过板, 所述放射线透过板是四边形的, 至少包括在所述放射线进入方向上彼 此叠加的高热导率片和低热导率片, 并且所述放射线透过板是各向异性的, 使得热导率在 所述四边形的纵向上比所述四边形的横向上高 ; 闪烁器, 所述闪烁器用于将经过所述放射线透过板的所述放射线转换为光 ; 检测面板, 所述检测面板用于将来自所述闪烁器的所述光转换为电信号 ; 壳体, 所述壳体用于包含所述闪。

4、烁器和所述检测面板, 所述壳体具有一个接收表面, 所 述接收表面中设置了所述放射线透过板。 2. 根据权利要求 1 所述的电子盒, 其中, 所述高热导率片设置在在所述放射线透过板 的外表面处。 3. 根据权利要求 2 所述的电子盒, 其中, 所述高热导率片包含碳材料。 4. 根据权利要求 2 所述的电子盒, 其中, 所述高热导率片包括 : 至少一个第一预浸层, 所述第一预浸层通过在碳纤维中浸渍基质树脂而产生, 并且设 置为在所述纵向上对齐所述碳纤维 ; 至少一个第二预浸层, 所述第二预浸层通过在碳纤维中浸渍基质树脂而产生, 并且设 置为在所述横向上对齐所述碳纤维。 5. 根据权利要求 4 所述。

5、的电子盒, 其中, 所述至少一个第一预浸层的层数量高于所述 至少一个第二预浸层的层数量。 6. 根据权利要求 5 所述的电子盒, 其中, 所述第二预浸层以与所述第一预浸层交替的 方式叠加在所述第一预浸层上。 7. 根据权利要求 5 所述的电子盒, 其中, 多个所述第一预浸层包括彼此叠加并且设置 在所述第二预浸层中的两个之间的两个或更多个层。 8. 根据权利要求 1 所述的电子盒, 其中, 所述检测面板被固定到所述放射线透过板。 9. 根据权利要求 8 所述的电子盒, 其中, 通过粘合来附接所述检测面板。 10. 根据权利要求 1 所述的电子盒, 其中, 满足条件 TL/TS L/S 其中, T。

6、L 是所述高热导率片在所述纵向上的所述热导率, TS 是所述高热导率片在所述 横向上的所述热导率, L 是所述四边形的长边线的长度, 并且 S 是所述四边形的短边线的长 度。 11. 根据权利要求 1 所述的电子盒, 其中, 所述壳体具有根据国际标准 ISO 4090 : 2001 的大小。 12. 根据权利要求 1 所述的电子盒, 进一步包括开口, 所述开口形成在所述壳体的所述 接收表面中, 并且通过固定到所述开口的所述放射线透过板被封闭。 权 利 要 求 书 CN 102579064 A 2 1/10 页 3 用于放射线成像的电子盒 技术领域 0001 本发明涉及用于放射线成像的电子盒。更。

7、具体地, 本发明涉及如下用于放射线成 像的电子盒, 其中, 可以防止温度不均匀以保持放射线图像的图像质量。 背景技术 0002 在通过使用 X 射线作为放射线的医疗诊断领域中, 作为放射线成像系统的 X 射线 成像系统是已知的。在 X 射线成像系统中包括的 X 射线成像设备通过接收在使用 X 射线源 照射后透过被摄体的 X 射线而形成被摄体的 X 射线图像。具体地, 图像检测装置或 FPD 装 置 ( 平板检测装置 ) 包含在 X 射线成像设备中。图像检测装置的检测表面具有用于存储根 据所接收的 X 射线量的信号电荷的像素。经由被摄体的图像信息, 通过存储每一个像素的 信号电荷来形成 X 射线。

8、图像。根据图像信息来输出数字形式的图像数据。 0003 一种公知类型的图像检测装置是间接转换型, 其包括检测面板和闪烁器。检测面 板具有玻璃的绝缘基板和作为检测表面的光电转换层, 光电转换层由用于光电地产生电荷 的像素在基板上形成。闪烁器设置在检测面板的检测表面上, 并且将 X 射线转换为可见光。 在操作中, 闪烁器接收 X 射线, 并且产生可见光。检测面板将可见光转换为信号电荷。 0004 公知多种类型的 X 射线成像设备, 包括固定型 ( 安装型 ) 和便携型。固定型具有 图像检测装置和落地支架或 X 射线台, 其中病人定位在该落地支架或 X 射线台上以将他的 或她的身体部分成像。 便携型。

9、是电子盒或检测器模块(传感器模块), 其包括水平延伸形状 的壳体和在该壳体内包含的图像检测装置。电子盒的使用类似于作为常规使用的、 具有光 敏材料的物品的 X 射线胶片盒和成像板盒 (IP 盒 ) 的使用。可以搬运电子盒以到达不容易 移动到用于成像的检察室的病人的床, 并且电子盒可以用于难以使用固定型来成像的小身 体部分的成像, 例如手、 腿、 肘部、 膝盖、 其他关节等。 0005 在对于电子盒标准化的各种大小中, 电子盒的壳体具有 383.5x459.5mm 的大小, 该大小被广泛地用作 X 射线胶片盒和成像板盒的大小。这样的益处在于 : 即使在对于 X 射 线胶片盒和成像板盒构造的常规的。

10、落地支架或 X 射线台中, 也可以使用该电子盒。 0006 为了电子盒的壳体的可靠性, 要求壳体的优选结构。第一, 为了便携性, 壳体应当 是轻便的。第二, 因为 X 射线透射进入壳体, 包括在壳体中的前盖应当具有高放射线透过 性。第三, 通常当在与 X 射线成像设备的落地支架或 X 射线台分开的床或桌子上使用电子 盒时, 壳体的接收表面应当具有足以承受被摄体或身体部分的重量的硬度。 0007 JP-A 2005-313613和美国专利No.4,638,501(对应于JP-Y2-048841)公开了用于 容纳电子盒的放射线透过板的示例, 该放射线透过板由具有轻便性、 高硬度并且具有高放 射线透。

11、过性的碳材料形成。在 JP-A 2005-313613 中, 放射线透过板具有三明治形状, 包括 核心层和用于夹着该核心层的两层。核心层与该两层中的一种由 CFRP( 碳纤维增强塑料 ) 形成。核心层与第一层和第二层的剩余的一种由包含芳香族聚酰胺纤维的 AFRP( 芳纶纤维 增强塑料)形成。 通过使用AFRP覆盖CFRP, 这在保持高硬度并且防止放射线透过板的表面 出现断裂时是有效的。美国专利 No.4,638,501 公开了放射线透过板, 该放射线透过板具有 说 明 书 CN 102579064 A 3 2/10 页 4 核心层和用于夹着该核心层的两层。该核心层由树脂形成。该两层由 CFRP。

12、 形成, 因此有可 能保持高硬度和高放射线透过性。 0008 图像检测装置的检测面板比 X 射线胶片盒和成像板盒更显著地对温度改变做出 反应。 在检测面板的检测表面上出现的温度不均匀可能容易地引起在由图像检测装置形成 的图像中的密度不均匀。 当检测面板的检测表面的位置与壳体的放射线透过板在投影平面 上的位置不同时, 因为温度的局部上升而在放射线透过板上产生温度不均匀, 以影响检测 面板的温度不均匀。 0009 当电子盒被分开地用于被摄体的成像时, 被摄体直接地接触放射线透过板, 放射 线透过板的接触部分被被摄体的体温温暖。如果被摄体的大小小于放射线透过板的大小, 例如, 对于手或腿的成像, 因。

13、为在放射线透过板中存在接触部分, 则温度不均匀有可能出现 在放射线透过板上。在电子盒中, 与固定型的 X 射线成像设备的相反, 壳体是小厚度型。因 为放射线透过板与检测面板的接近, 导致放射线透过板的剩余热量至检测面板的不需要的 传导的问题。 0010 在图像检测装置中已知ISS方法或照射侧采样方法, 在该方法中, 从X射线的外侧 向内侧在壳体中以检测面板和闪烁器的顺序布置图像检测装置的元件。即, 检测面板的检 测表面与用于X射线的闪烁器的接收表面相对。 温度不均匀的问题在ISS方法中特别严重。 根据ISS方法, 检测面板设置为比根据PSS方法或穿透侧采样方法更接近放射线透过板, 在 PSS 。

14、方法或穿透侧采样方法中, 以放射线透过板、 闪烁器和检测面板的顺序来布置元件。 0011 JP-A 2005-313613 和美国专利 No.4,638,501 公开了具有轻便性、 高硬度和高放 射线透过性的放射线透过板, 但是未提出防止由于通过放射线透过板给出的剩余热量导致 的检测面板的温度不均匀。 发明内容 0012 鉴于上述问题, 本发明的目的是提供一种用于放射线成像的电子盒, 其中, 可以防 止温度不均匀以保持放射线图像的图像质量。 0013 为了实现本发明的上述和其他目的以及优点, 提供了一种电子盒, 用于检测来自 被摄体的放射线以根据放射线成像来形成其图像。存在四边形的放射线透过板。

15、, 该放射线 透过板至少包括在放射线进入方向上彼此叠加的高热导率片和低热导率片, 并且该放射线 透过板为各向异性的, 使得热导率在四边形的纵向上比四边形的横向上高。闪烁器将经过 放射线透过板的放射线转换为光。检测面板将来自闪烁器的光转换为电信号。壳体包含闪 烁器和检测面板, 该壳体具有一个接收表面, 其中设置了所述放射线透过板。 0014 高热导率片设置在放射线透过板的外表面处。 0015 此外, 在壳体的接收表面中形成开口, 并且开口通过固定到其上的放射线透过板 被封闭。 0016 高热导率片包含碳材料。 0017 高热导率片包括至少一个第一预浸层, 第一预浸层通过在碳纤维中浸渍基质树脂 而。

16、产生, 并且设置为在纵向上对齐碳纤维。通过在碳纤维中浸渍基质树脂产生至少一个第 二预浸层, 并且该第二预浸层设置为在横向上对齐碳纤维。 0018 至少一个第一预浸层的层数量高于至少一个第二预浸层的层数量。 说 明 书 CN 102579064 A 4 3/10 页 5 0019 第二预浸层以与第一预浸层交替的方式叠加在第一预浸层上。 0020 第二预浸层设置在多个第一预浸层之间的点的每一个处。 0021 在一个优选实施例中, 多个第一预浸层包括直接叠加在彼此上的两个或更多层。 0022 检测面板被固定到在壳体内的放射线透过板的内表面。 0023 通过粘合来附接检测面板。 0024 满足条件 T。

17、L/TS L/S, 其中, TL 是高热导率片在纵向上的热导率, TS 是高热导率 片在横向上的热导率, L 是四边形的长边线的长度, 并且 S 是四边形的短边线的长度。 0025 壳体具有根据国际标准 ISO 4090 : 2001 的大小。 0026 在一个优选实施例中, 提供了一种用于放射线成像的电子盒, 电子盒具有图像检 测装置, 该图像检测装置用于形成使用放射线照射的被摄体的图像。图像检测装置包括壳 体。在壳体中形成用于接收放射线的窗口开口。在壳体中包含用于将来自窗口开口的放射 线转换为光的闪烁器。 在壳体中包含检测面板, 检测面板设置在闪烁器和窗口开口之间, 用 于将光转换为信号。。

18、基本上四边形的放射线透过板设置为封闭窗口开口, 放射线透过板对 于放射线是可透过的, 并至少具有布置在放射线进入壳体内的方向上的高热导率片和低热 导率片, 放射线透过板是各向异性的, 使得热导率在四边形的纵向上比在四边形的横向上 高。 0027 高热导率片被布置在壳体的外表面处。 0028 因此, 因为放射线透过板关于热导率是各向异性的, 可以防止温度不均匀, 以保持 放射线图像的图像质量。 附图说明 0029 当结合附图阅读时, 从下述具体实施方式中, 本发明的上述目的和优点将变得更 清楚, 在附图中 : 0030 图 1 是图示了 X 射线成像系统的说明性视图 ; 0031 图 2 是图示。

19、了电子盒的透视图 ; 0032 图 3 是图示了图像检测装置 (FPD) 的框图 ; 0033 图 4 是图示了电子盒的分解透视图 ; 0034 图 5 是图示了电子盒的截面 ; 0035 图 6 是图示了放射线透过板的说明性截面图 ; 0036 图 7 是图示了高热导率片的说明性透视图 ; 0037 图 8 是图示了在热导率上各向异性的高热导率片的说明性平面图 ; 0038 图 9 是图示了高热导率片的另一个优选示例的说明性透视图。 具体实施方式 0039 在图 1 中, 作为放射线成像系统的 X 射线成像系统 10 包括 X 射线源设备 11 和 X 射线成像设备 12。X 射线源设备 1。

20、1 包括 X 射线源 13、 源控制单元 14 和启动开关 15。源控 制单元 14 控制 X 射线源 13。X 射线源 13 包括 X 射线管 13a 和用于限制来自 X 射线管 13a 的 X 射线面积的准直器 13b。 0040 X 射线管 13a 具有阳极和阴极。阴极具有用于发射热电子的灯丝。该阳极是通过 说 明 书 CN 102579064 A 5 4/10 页 6 来自阴极的热电子撞击而发射 X 射线的目标。准直器 13b 的示例具有准直器开口和多个铅 板。准直器开口设置在中心处。该铅板以光栅形式组合以用于遮蔽 X 射线, 并且被移动来 改变准直器开口的开口大小以确定视野面积。 0。

21、041 源控制单元 14 包括电压源和控制器。该电压源向 X 射线源 13 施加高电压。该控 制器控制管电压、 管电流和照射时间, 该管电压确定由 X 射线源 13 发射的 X 射线的能谱, 该 管流确定每单位时间的 X 射线的剂量, 该照射时间是 X 射线发射的持续时间。该电压源具 有变压器, 用于升高输入电压以获得高电平的管电压, 并且通过线缆向 X 射线源 13 提供功 率。作为成像条件的管电压、 管电流和照射时间被操纵源控制单元 14 的输入面板的操作员 手动地确定, 或可以通过来自 X 射线成像设备 12 的通信线缆被电确定。 0042 启动开关 15 是用于向源控制单元 14 输入。

22、控制信号的输入单元。启动开关 15 是 两级开关 ( 两级按钮 ), 并且当被半程压下时, 输入用于 X 射线源 13 的预热的启动信号, 并 且当被完全压下时, 输入用于启动 X 射线源 13 以发射 X 射线的发射信号。 0043 X 射线成像设备 12 包括电子盒 21 或检测器模块 ( 传感器模块 )、 用于成像的落地 支架 22、 成像控制单元 23 和控制台单元 24。电子盒 21 包括图像检测装置 31 或 FPD 装置 ( 平板检测装置 )( 图 3) 和用于容纳图像检测装置 31 的便携壳体 26( 图 2)。由 X 射线源 13 发射并且透过病人或被摄体 H 传送的 X 射。

23、线被电子盒 21 检测以形成 X 射线图像。电子 盒 21 的壳体 26 具有水平延伸形状的盒子。壳体 26 以与标准化大小 383.5x 459.5mm 的胶 片或 IP 盒相同的方式具有根据国际标准 ISO 4090 : 2001 的大小。在图 2 中, 在壳体 26 中 形成构成接收表面的窗口开口 26a。壳体 26 的轮廓形状是矩形。 0044 落地支架 22 具有用于以可移除方式容纳电子盒 21 进入的槽, 并且在使电子盒 21 朝向 X 射线源 13 的入射表面相对的方向上保持电子盒 21。因为电子盒 21 的壳体 26 的大 小与胶片盒或 IP 盒的大小基本上类似, 所以电子盒 。

24、21 可以被设置在用于胶片盒或 IP 盒的 落地支架上。注意, 作为被摄体 H 的病人虽然在根据实施例的落地支架 22 的直立方向上, 但是该病人也可以在水平平躺方向上被成像。为此, 使用用于放置病人的 X 射线台来取代 落地支架 22。 0045 成像控制单元 23 根据有线通信系统或无线通信系统与电子盒 21 连接, 并且控制 电子盒21。 具体地, 成像控制单元23向电子盒21发送成像条件的信息, 以确定图像检测装 置 31 的信号处理的处理条件, 例如, 用于根据信号电荷来放大电压的集成放大器的输入增 益。成像控制单元 23 从 X 射线源设备 11 接收同步信号, 以将来自 X 射线。

25、源 13 的发射与图 像检测装置 31 的存储同步。成像控制单元 23 向 X 射线成像设备 12 发送同步信号, 以便以 同步的方式控制 X 射线源 13 和图像检测装置 31。并且, 成像控制单元 23 接收由电子盒 21 输出的图像数据, 并且向控制台单元 24 发送该图像数据。 0046 控制台单元 24 接收关于诊断病例的病人的个人信息的输入, 诸如性别、 年龄、 身 体部分、 医院科室、 目的等, 并且显示诊断病例的信息。诊断病例信息由用于管理病人信息 或诊断信息的外部系统原始提供, 外部系统诸如 HIS( 医院信息系统 ) 和 RIS( 放射科信息 系统)。 并且, 诊断病例信息。

26、可以由操作员或技术人员手动地原始输入。 他或她观察在显示 面板上的诊断病例信息, 并且通过观看在控制台单元 24 上的图像来选择性地确定成像条 件。该条件信息被发送到成像控制单元 23。 0047 控制台单元 24 处理从成像控制单元 23 传送的 X 射线图像的数据以用于图像处 说 明 书 CN 102579064 A 6 5/10 页 7 理。经处理的 X 射线图像被显示在控制台单元 24 的显示面板上。经处理的 X 射线图像的 数据被存储在例如在控制台单元 24 中的硬盘装置或存储器的存储介质中, 和通过网络与 控制台单元 24 连接的图像服务器中。 0048 在图 2 中, 医生希望将。

27、难以放置在位于落地支架 22 上的电子盒 21 上的作为被摄 体 H 的病人的手、 脚等成像。为此, 将电子盒 21 从落地支架 22 移除以供使用。为了将手成 像, 通过使作为壳体 26 的一部分的窗口开口 26a 朝向上方, 将电子盒 21 布置在桌子、 床等 上。将作为被摄体 H 的病人的手放置在窗口开口 26a 的中心处用于成像。作为 X 射线透明 板的放射线透过板 27 构成接收表面, 并且被适配在窗口开口 26a 中。如果从落地支架 22 移除电子盒 21 用于成像, 则作为被摄体 H 的病人的身体部分保持与放射线透过板 27 直接 接触以便成像。 0049 在图 3 中, 图像检。

28、测装置 31 包括检测面板 35、 门驱动器 39、 信号处理器 40 和控制 器 41。检测面板 35 包括检测表面 38 和多个像素 37。像素 37 以多个阵列设置在检测表面 38 上, 并且存储根据 X 射线的入射放射线量的电荷。门驱动器 39 驱动像素 37, 并且控制信 号电荷的读取。信号处理器 40 将来自像素 37 的信号电荷转换为数字数据。控制器 41 控 制门驱动器 39 和信号处理器 40 以控制图像检测装置 31。像素 37 以预定节距设置为在 x 方向上的 G1-Gn 和在 y 方向上的 D1-Dm 的多个阵列。 0050 图像检测装置 31 是间接转换型, 其中, 。

29、X 射线被转换为可见光, 并且该可见光被光 电转换以存储信号电荷。检测面板 35 是光电转换面板, 其中, 像素 37 光电转换可见光。用 于将 X 射线转换为可见光的闪烁器 61 设置在检测表面 38 上, 并且与检测表面 38 的整体相 对。参见图 4 和 5。闪烁器 61 包括荧光体, 诸如碘化铯 (CsI) 和钆的硫氧化物 (GOS)。闪 烁器 61 的示例具有支架、 荧光体和涂敷了荧光体并且使用粘合剂附接到支架的片。闪烁器 61 也由通过使用蒸镀在检测表面 38 上覆盖的荧光体构成。 0051 检测表面 38 具有标准化大小 383.5x 459.5mm 的形状。放射线透过板 27 。

30、具有根 据检测表面 38 的大小的四边形形状。 0052 像素 37 的每一个包括光电二极管 42 和电容器。光电二极管 42 是光电转换装置, 用于在接收到可见光时产生电荷 ( 电子和空穴 )。电容器存储由光电二极管 42 产生的电 荷。薄膜晶体管 43(TFT) 是与像素 37 相关联的开关元件。检测面板 35 是 TFT 有源矩阵基 板, 其包括绝缘体的玻璃基板 71 和在玻璃基板 71 上形成的像素 37。参见图 5。 0053 光电二极管 42 具有包括诸如 PIN 型的非晶硅 (a-Si) 半导体层, 以及在该半导体 层上形成的上电极和下电极的结构。薄膜晶体管 43 连接到光电二极。

31、管 42 的下电极。偏置 线 47 连接到上电极。偏置电源 48 向光电二极管 42 施加偏压。通过施加偏压以在半导体 层中产生电场。通过光电转换而在半导体层中产生的电荷 ( 电子和空穴 ) 移动到具有正和 负极性的上电极和下电极, 使得电容器存储电荷。 0054 薄膜晶体管 43 具有栅极电极、 源极电极和漏极电极。扫描线 44 连接到栅极电极。 信号线 46 连接到源极电极。漏极电极与光电二极管 42 连接。以光栅形状设置扫描线 44 和信号线 46。扫描线 44 包括检测表面 38 的像素 37 的数量 n 的水平线元件。信号线 46 包 括像素 37 的数量 m 的垂直线元件。扫描线 。

32、44 与门驱动器 39 连接。读取电路 49 与信号线 46 连接。 0055 读取电路 49 包括集成放大器和复用器。集成放大器将从检测面板 35 读取的信号 说 明 书 CN 102579064 A 7 6/10 页 8 电荷转换为电压信号。复用器在检测表面 38 上的像素 37 的阵列中变换, 以逐个阵列地输 出电压信号。A/D 转换器 51 将来自读取电路 49 的电压信号转换为数字数据。访问存储器 52 以存储数字数据或图像数据。 0056 在图 4 和 5 中, 壳体 26 包括前盖 56 和后盖 57。面板单元 62 包括检测面板 35 和 闪烁器 61。前盖 56 和后盖 57。

33、 覆盖面板单元 62。前盖 56 具有窗口开口 26a。前盖 56 包括 盖框 56a 和放射线透过板 27。在盖框 56a 中限定了窗口开口 26a。放射线透过板 27 被适 配在窗口开口 26a 中。放射线透过板 27 由具有轻便性、 高硬度和高 X 射线透明度的碳材料 形成。盖框 56a 的材料是树脂。后盖 57 的材料是不锈钢或其他金属。在面板单元 62 之后 设置了多个元件, 包括基体板 63 与电路板 66、 67、 68 和 69。 0057 根据 ISS 方法 ( 照射侧采样方法 ) 来构造电子盒 21。闪烁器 61 的 X 射线接收表 面 61a 与检测面板 35 的检测表面。

34、 38 相对。在面板单元 62 中, 从壳体 26 的窗口开口 26a 的一侧起布置检测面板 35 和闪烁器 61。 0058 X射线根据在闪烁器61的厚度方向上的进入来衰减。 并且, 由闪烁器61发射的可 见光以相同方式衰减。来自闪烁器 61 的光的光量在其中 X 射线入射的接收表面 61a 上最 高。注意, 因为在闪烁器 61 的接收表面 61a 上的光被检测面板 35 的检测表面 38 检测, 在 光检测中的效率在 ISS 方法 ( 照射侧采样方法 ) 中比在 PSS 方法 ( 穿透侧采样方法 ) 中更 好。因为 X 射线进入检测面板 35 的与检测表面 38 相反的后表面, ISS 方。

35、法也被称为后侧 照射方法。 0059 根据ISS方法, 检测面板35的后表面与放射线透过板27的内表面相对。 为了减小 壳体 26 的厚度, 使用双面胶带 72( 双面压敏胶带 )、 粘合剂等来将玻璃基板 71 附接到放射 线透过板 27 的内表面, 以便固定面板单元 62。电路板 66-69 附接到基体板 63。基体板 63 的材料的示例是不锈钢。铜板附接到基体板 63 的前表面, 以阻挡朝向电路板 66-69 的 X 射 线。热绝缘器 73 设置在基体板 63 和闪烁器 61 之间以及闪烁器 61 的接收表面 61a 之后, 并且防止热量从电路板 66-69 传导到检测面板 35。热绝缘体。

36、 73 的示例是海绵片或其他多 孔材料片。 0060 电路板 66 具有用于驱动检测面板 35 的 TFT 的门驱动器 39 的电路元件。电路板 67 具有 A/D 转换器 51 的电路元件。电路板 68 具有控制器 41 的电路元件。电路板 69 具有 电源电路的电路元件, 诸如 AC/DC 转换器、 DC/DC 转换器等。 0061 存在用于将电路板66和67分别连接到检测面板35的柔性线缆76和77。 TCP(薄 膜封装 ) 类型的 IC 芯片 78 和 79 被分别安装在柔性线缆 76 和 77 上。IC 芯片 78 包括用于 以像素 37 的行作为单位串行地移位门脉冲的移位寄存器, 。

37、并且与在电路板 66 上的电路元 件结合构成门驱动器 39。IC 芯片 79 是用于构成读取电路 49 的 ASIC( 专用集成电路 )。 0062 与 PSS 方法相反, 根据 ISS 方法, 在检测面板 35 和放射线透过板 27 之间没有闪烁 器。与 PSS 方法相比, 放射线透过板 27 设置为更接近检测面板 35, 使得放射线透过板 27 的 剩余热量容易被传送到检测面板 35。由于放射线透过板 27 在投影平面中重叠在检测面板 35 的检测表面 38 上, 如果在放射线透过板 27 中出现温度不均匀, 则放射线透过板 27 的剩 余热量传导到检测面板 35。光电二极管 42 的暗电。

38、流的灵敏度和特性存在温度相关性。在 检测表面 38 上的温度不均匀的出现引起在图像中的密度不均匀。 0063 在图 2 中, 病人的手或被摄体 H 在成像操作期间接触放射线透过板 27。病人的手 说 明 书 CN 102579064 A 8 7/10 页 9 掌或手指可能产生热量, 局部地提高放射线透过板 27 的温度。出现图像密度不均匀引起手 掌或手指的不需要的成像。 0064 碳材料以轻便性、 高硬度和高 X 射线透明度的优点用于放射线透过板 27。碳材料 满足放射线透过板 27 的基本条件。并且, 即使温度在放射线透过板 27 的平面上局部上升 时, 也在检测面板 35 的检测表面 38。

39、 上充分地抑制温度不均匀, 这将在下文中描述。 0065 在图 6 中, 放射线透过板 27 具有作为以从壳体 26 的窗口开口 26a 向内的顺序设 置的层的高热导率片 81 和低热导率片 82。在高热导率片 81 和低热导率片 82 之间存在热 导率上的差别。高热导率片 81 被布置在外侧, 并且在外部显现。低热导率片 82 被布置在 壳体 26 中的内侧, 并且接近检测面板 35。 0066 因为位于放射线透过板 27 的外部, 高热导率片 81 接触被摄体 H。被摄体 H 的热量 被传送到高热导率片 81 的接触部分。然后, 该热量被传送到在接触部分周围的较宽部分。 传送热量的速度在高。

40、热导率片 81 中比在低热导率片 82 中更高。 0067 因此, 从接触部分产生的热量在传送到低热导率片 82 之前在高热导率片 81 内散 开。参见在图 6 中的箭头。与具有相等的热导率的层的常规放射线透过板作比较, 内部设 置的低热导率片 82 作为热绝缘体。热量不会向检测面板 35 或在厚度方向 27 中内部传导, 但是容易在与厚度方向垂直的平面上散开。如果病人或被摄体接触放射线透过板 27 的一 部分而局部加热放射线透过板 27 时, 可以防止温度不均匀。即使具有放射线透过板 27 的 剩余热量, 也可以充分地抑制在检测面板35的检测表面38的温度不均匀, 以防止出现图像 密度不均匀。

41、。 0068 在最外侧上布置的高热导率片 81 被暴露到空气。在高热导率片 81 的内表面处的 热量耗散到空气。这对于高散热并且防止在放射线透过板 27 中存储热量是有效的。 0069 现在描述高和低热导率片 81 和 82 的材料。高热导率片 81 的材料的示例是由包 含沥青基碳纤维的沥青基碳材料形成的沥青基碳片。低热导率片 82 的材料的示例是由包 含 PAN 碳纤维 ( 聚丙烯腈碳纤维 ) 的 PAN 碳材料形成的 PAN 碳片。通过以各种可用方法中 的一种附接高热导率片 81 和低热导率片 82 来获得放射线透过板 27, 该各种可用方法例如 是热压、 焊接、 粘合等。 0070 通过。

42、碳化沥青前体来获得沥青基碳纤维, 该沥青前体是从煤焦油或重石油馏份形 成的沥青基纤维。通过碳化 PAN 前体来获得 PAN 碳纤维, PAN 前体是在聚合丙烯腈后从聚 丙烯腈形成的丙烯酸纤维。沥青基碳纤维具有比 PAN 碳纤维热导率更高的优点。PAN 碳纤 维具有比沥青基碳纤维硬度更高和成本更低的优点。 0071 在图 7 中, 通过堆叠在一起的多个第一预浸层 81a 或预浸片层和第二预浸层 81b 或预浸片层来构成高热导率片81。 第二预浸层81b的碳纤维的纤维方向垂直于第一预浸层 81a 的碳纤维的纤维方向。第一预浸层 81a 和第二预浸层 81b 中的每一个包括碳纤维和在 碳纤维中浸渍的。

43、基质树脂, 并且被成形为片状。第一预浸层 81a 和第二预浸层 81b 的大小 在水平上等于放射线透过板 27 的大小。第一预浸层 81a 和第二预浸层 81b 中的每一个通 过用于将低热导率片 82 附接到高热导率片 81 的诸如热压的适当方法来形成。 0072 通过制备碳纤维片并且通过在碳纤维片中浸渍树脂来获得第一预浸层 81a, 在该 碳纤维片中, 碳纤维在纵向上对齐。通过制备碳纤维片并且通过在碳纤维片中浸渍树脂来 获得第二预浸层 81b, 在该碳纤维片中, 碳纤维在与纵向交叉的横向上对齐。碳纤维具有比 说 明 书 CN 102579064 A 9 8/10 页 10 树脂高的热导率, 。

44、因此, 热量很可能在碳纤维的方向上传导。 特别地在纤维方向上具有高热 导率。简而言之, 第一预浸层 81a 在纵向上比在横向上具有更高的热导率。第二预浸层 81b 在横向上比在纵向上具有更高的热导率。 0073 高热导率片 81 是多个元件的组合, 其中, 第一预浸层 81a 与第二预浸层 81b 交替。 这引起了在第一和第二预浸层 81a 和 81b 中的碳纤维的方向的交叉。在交叉点中的任何一 个处传送热量。因此, 在第一预浸层 81a 和第二预浸层 81b 之间的高热导率片 81 的厚度方 向上传送热量。 0074 因此, 可以在纵向和横向两者上有效地散开热量, 因为高热导率片 81 由交。

45、替叠加 的纤维方向彼此垂直的第一预浸层 81a 和第二预浸层 81b 构成。这是区别于预浸层中的纤 维方向单一的已知结构的特征。 0075 第一预浸层 81a 的数量是三, 并且大于第二预浸层 81b 的数量二。这是因为第一 预浸层 81a 包括最内侧设置的一个和最外侧设置的一个, 并且第二预浸层 81b 被设置在第 一预浸层 81a 中的两层之间。因为第一预浸层 81a 的数量大于第二预浸层 81b 的数量, 高 热导率片 81 在水平方向中的热导率是各向异性的, 在纵向和横向之间存在差别。 0076 在图 8 中, 因为热导率在纵向上更高, 在水平方向上的热量的散开速度在纵向上 比在横向上。

46、更高。实线的椭圆 86 表示在向作为高热导率片 81 的中心的点 P 施加热量后在 预定时间间隔中散开热量的区域。相反, 虚线的圆圈 87 表示在纵向和横向上的热导率相等 的条件下的散开热量的区域。因为高热导率片 81 的水平形状是矩形, 所以与圆圈 87 的形 状相比, 由于在椭圆 86 的形状上在温度上的高均匀性, 存在较小的温度不均匀。 0077 如果二者在横向上的热导率相等, 则因为椭圆 86 在纵向上的热导率更高, 所以对 椭圆 86 而言每单位时间的热量散开面积比对圆圈 87 的更大。因此, 热导率上的各向异性 在高散热上, 特别是当高热导率片 81 的水平形状是矩形时是有效的。 。

47、0078 如果在纵向和横向之间的热导率的差别过高, 则表示每单位时间的热量散开的椭 圆 86 的短轴变得很短。因为高热导率片 81 在其横向上的区域不能被有效地利用, 有可能 的是, 可能降低在水平方向上的温度均匀性和散热效率。在矩形的高热导率片 81 中, 当满 足下述条件时, 每单位时间的热量散开面积最大化 : 0079 TL/TS L/S 0080 其中, TL 是在纵向上的热导率, TS 是在横向上的热导率, L 是矩形的较长边线的长 度, 并且 S 是矩形的较短边线的长度。因此, 优选的是, 在高热导率片 81 中的纵向和横向之 间热导率的差别满足上述等式。 0081 对于在纵向和横。

48、向之间热导率的差别, 可能为了在纵向上更高的热导率提高第一 预浸层 81a 的数量, 以及可能为了在横向上更高的热导率提高第二预浸层 81b 的数量。并 且, 可以向第一预浸层 81a 和第二预浸层 81b 的数量提供优先级。对于这个结构, 可以增加 具有不同的热导率的预浸层, 以调整在热导率上的差别。 例如, 具有不同的热导率的两种预 浸层被用作第一预浸层 81a, 其纤维被定向在纵向上。为了提高在纵向上的热导率, 使用具 有高热导率的类型的预浸层。为了降低在纵向上的热导率, 使用具有低热导率的类型的预 浸层。 0082 低热导率片 82 也以与高热导率片 81 类似的方式构成多个预浸层。可。

49、能以与高热 导率片 81 类似的方式在水平方向上形成具有各向异性的热导率的低热导率片 82。热量以 说 明 书 CN 102579064 A 10 9/10 页 11 比高热导率片81小的量均匀传送到低热导率片82。 在低热导率片82中热导率的各向异性 在以高热导率片 81 的方式利用矩形区域上是有效的。 0083 如上所述, 如果在放射线透过板 27 的平面上出现温度的局部升高, 则热量在放射 线透过板 27 的平面上散开, 使得温度变得均匀。因此, 可以充分地抑制在检测面板 35 的检 测表面 38 上温度的不均匀。可以防止在图像密度上出现不均匀。壳体 26 具有小厚度。通 常对于 ISS 方法, 检测面板 35 设置为很接近放射线透过板 27。从那些视点, 本发明的特征 特别重要。 0084 在上述实施例中, 第二预浸层 81b 设置为与第一预浸层 81a 交替地排列。第二预 浸层 81b 中的一个设置在第一预浸层 81a 之间的点的。

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