气体电离正比计数x光二维图像探测器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于X光探测器技术领域，特别涉及一种气体电离正比计数X光二维图像 探测器。
【背景技术】
[0002] 随着各种高新技术的发展，X射线成像设备也在不断地改进和提高，各种高新技术 相继融入到了X射线成像设备之中，从而为提供高质量的X射线影像奠定了良好的基础。X 光探测器是X射线成像设备的核心部件，其品质决定了设备的技术性能和用途。近些年研 发出了多种X光探测器，如：影像增强管、平板X光接收器（CR、DR、DDR器件）和X射线气体 探测器(线扫描成像探测器)。无疑这些新器件的出现有效地改进了X光机的性能，减小了 X光的使用剂量，也使常规X射线成像向数字化方向发展。它们的原理和特点如下：
[0003]X光影像增强器：
[0004]在微光像增强管和变象管的光阴极上耦合转换屏，或将微光像增强管和变象管的 可见光阴极换成X光阴极制成X光影像增强管。图1示出由X光影像增强管构成的实时X 射线成像系统。对X射线敏感的输入荧光屏01将不可见的X射线转换为可见光，可见光光 子激发光电阴极02发射电子，通过聚焦电极03控制电子的横向扩散，该电子通过几千电子 伏特的电压加速并聚焦于荧光输出屏04,从而形成可见光图像。可见光图像反映了X射线 潜影的细节情况，并且亮度得到了大大增强。
[0005]但该技术空间分辨率低、亮度不均匀、存在图像失真，图像的边缘分辨率和亮度相 对于中心区域要低10~15%。还会出现"S"型扭曲现象。还会出现短暂的"S"型扭曲现 象。当该接收器用于计算机重建断层扫描成像时会产生问题，不能满足CT要求。
[0006]CR成像系统：
[0007]CR(间接数字成像)是X射线屏一片数字化的比较成熟的技术，使用可记录信息并 由激光读出X射线成像信息的成像板（imagingplate;IP)作为载体，通过X射线曝光及信 息读出处理，形成数字或屏一片影像。目前的CR系统可提供与屏一片摄影同样的分辨率， 且具有高速与性能稳定的图像处理和存储系统。
[0008]其缺点是不能实时数字成像，成像过程中需要将成像板取出后送入读出装置。读 出装置依赖于激光扫描方式，存在机械移动误差和激光散射问题，从而降低了成像质量和 工作效率。
[0009]DR成像系统：
[0010] 广意的DR(DigitalRadiography)成像系统即直接数字化X射线摄影系统。由探 测器、影像处理器、图像显示器等组成。透射人体的X射线信号被探测器获取，直接形成数 字影像，数字影像数据传到计算机，在显示器上显示，也可以进行后期处理。现在主要的DR 探测器为非晶硅探测器和非晶硒探测器，都被称为平板探测器。DR系统除了平板探测器，还 有一种为线扫描成像探测器。
[0011] 线扫描成像探测器有两种形式，一种为多丝正比室，一种是电离室。原理是从X射 线管发出的圆锥扇形X射线束，经水平狭缝形成平面扇形X射线束，透过诊断人体射入水平 放置的探测器窗口。机械扫描系统使X射线管、水平狭缝及探测器沿垂直于狭缝方向做相 对运动，每到一新位置做一次水平探测记录，如此重复进行，从头到尾扫描一次就完成一幅 X射线图像的拍摄。整个曝光过程完成后，在计算机内存中形成一幅数字图像。线扫描具有 动态范围大、灵敏度高等优点，被广泛应用于医疗领域。
[0012] 这种线扫描成像探测器有以下缺点：1、空间分辨率低，多丝正比室X光探测器仅 能分辨0. 3_以上的像点；2、探测器为线阵结构，用在CT中，每次环扫只能完成单层扫描， 设备工作周期长，效率低；3、必须进行扫描才能成二维像，不能实现适时扫描，不适合做动 态图像探测，不适应心脏摄影；4、每次扫描只截取了X光束极薄的一个扇形层，绝大多数X 光被屏蔽，利用效率低，造成较大的功耗。
[0013] 另外，平板探测器和线扫描探测器在国内均不能生产，完全依靠进口，成本高。基 于上述技术问题及国内相关领域的现状，需要开发一种新型的X射线探测器。
【发明内容】
[0014] 本发明的目的在于提供一种气体电离正比计数X光二维图像探测器，主要解决传 统X射线探测器空间分辨率低、成像质量差、时间响应慢、探测效率低的问题，该探测器结 构简单，易于制造。
[0015] 本发明是这样实现的，气体电离正比计数X光二维图像探测器，包括阴极、阵列式 阳极、设置于所述阴极和阵列式阳极之间的通道板以及将所述阴极、阵列式阳极和通道板 包封在内的密封壳，于所述密封壳内充有工作气体；所述通道板由许多个并行排列的微通 道管构成，用于对X光电离产生的负离子进行准直，所述微通道板的输入端设有聚焦极，输 出端设有收集极；
[0016] 所述阵列式阳极加高电位产生高压加速电场，使所述负离子在到达阳极前形成一 次雪崩电离，产生二次电子；
[0017] 所述阵列式阳极是由多个电极单元构成的平面阵列，用于吸收所述二次电子形成 输出信号。
[0018] 本发明的另一目的在于提供一种X射线成像设备，包括所述的气体电离正比计数 X光二维图像探测器。
[0019] 本发明提供的气体电离正比计数X光二维图像探测器由于采用通道板作为光电 子的传输通道，并在通道两端设计电极，产生轴向电场，有效的抑制了光电子的横向扩散， 减小二次电子的扩展半径。与现有X光影像增强器相比，空间分辨率高，降低了背景噪声， 没有图像畸变，器件结构紧凑、制造工艺简单，与平板X射线探测器相比，能够实时成像，量 子效率高，工艺难度小，成本低；与线阵探测器相比(主要是多丝正比室)，探测二维图像无 需扫描，速度快、空间分辨率高、时间响应快、探测效率高。该探测器可用于X光成像设备和 CT设备的图像数据探测器。
【附图说明】
[0020] 图1是现有技术中X射线影像增强器的结构示意图；
[0021] 图2是气体放大倍数随电压的变化曲线；
[0022] 图3是本发明实施例提供的气体电离正比计数X光二维图像探测器正视结构示意 图；
[0023] 图4是图3中A区域的放大图；
[0024] 图5是图3中B区域的放大图；
[0025] 图6是与图4所示结构对应的侧视图。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0027] 以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：
[0028] 本发明实施例提供的气体电离正比计数X光二维图像探测器以X射线与气体的相 互作用为理论基础，通过新颖的结构设计实现功能的优化，主要体现在探测器的空间分辨 率、成像质量、响应速度、工作效率等方面。在介绍该气体电离正比计数X光二维图像探测 器的结构和工作原理之前，首先说明X射线与气体的相互作用。
[0029] 以X光气体电离正比计数管为例，一个高能X射线光子进入计数管后，会与里面的 气体原子碰撞，将本身的能量传给原子，使原子电离，产生能量比X