一种成像设备及其准直器的制作方法

本发明涉及核医学技术领域，更具体地说，涉及一种准直器。此外，本发明还涉及一种包括上述准直器的成像设备。

背景技术：

随着科技的不断进步，核医学领域也在快速的发展，核医学成像为将放射性核素或其标记化合物引入体内，利用核医学成像仪器在体外探测体内放射性药物的分布并成像，亦称为功能成像或代谢成像，这是其他如x光、ct等医学影像技术难以实现的。伽马相机是最早也是最基础的核医学成像设备，spect是在此基础上发展起来的能三维成像且目前应用最广泛的核医学成像设备。

准直器是伽马相机或spect成像的关键部件，安装在探测器最前方，其上设置有若干个准直孔，只允许沿着准直孔飞行的射线通过，使非规定范围和非规定方向的γ射线不得入射到探测器，起到定位采集信息的作用。准直器按几何形状分为针孔型、平行孔型、汇聚型、发散型，其中平行孔型准直器因其综合性能优越，应用较多，其上有大量的准直孔组成准直孔阵列。

如图1所示，一种典型的基于闪烁晶体的伽马相机，放射性核素02或其标记的化合物药物发射出γ射线，经过若干个准直孔01组成的平行孔型准直器的过滤作用，选择性地打在闪烁晶体03上。经过闪烁晶体03，将γ光子转化为可见光信号。可见光信号再经过光电倍增管阵列04转化为计算机可以识别的电信号。再经过计算机处理单元05的处理，最终形成需要的图像。

准直器通常是由高原子序数的具有辐射阻挡性能的金属材料制成，如铅、钨等，其中铅是最经济的选择，以前铅是核医学伽马相机准直器的首选材料，钨密度约为铅的1.7倍，具有更出色的辐射吸收性能，在筛选不需要的伽马射束方面更有效，是高成像质量的优选材料，但其加工难度大、成本高的问题，限制了其在核医学成像领域的应用。

现有技术中常规钨准直器的加工方式，如图2所示，这些准直孔01的尺寸都是很小的，而且准直孔01的深度较深，面对如此多的且微小的孔径，传统的机加工方式很难做到高精度及高效率的生产。平行孔型准直器具有大量的准直孔，如从几十到几千不等。鉴于钨或钨合金材料的特性，加工若干个准直孔01难度大。加工的成本及时间相对会很高，不利于产业化。

综上所述，如何提供一种方便加工的准直器，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种准直器，可以简化准直器的加工过程，提高准直器的加工效率。

本发明的另一目的是提供一种包括上述准直器的成像设备。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种准直器，包括至少两个呈上下设置的组合单元，所述组合单元包括并排设置的多个片状结构以及用于固定所述片状结构的固定装置；

相邻所述片状结构之间设置有间隙，同一所述组合单元内的所述间隙平行且均匀设置，相邻所述组合单元中的所述间隙非平行设置，以使所有所述间隙在竖直方向的重合部分形成若干平行孔。

优选的，所述平行孔为方形孔，或菱形孔，或多边形孔，或圆形孔。

优选的，所述片状结构包括位于其排列方向端部的端部金属片以及位于所述端部金属片之间的中间金属片；

所述端部金属片为钨片，或金片，或铂片，或钨合金片，或金合金片，或铂合金片；所述中间金属片为钨片，或金片，或铂片，或钨合金片，或金合金片，或铂合金片。

优选的，所述端部金属片长度方向的两端以及所述中间金属片长度方向的两端均设置有用于与所述固定装置连接的第一定位孔，所述端部金属片设置有用于与相邻组合单元连接的第二定位孔。

优选的，所述固定装置包括用于与所述第一定位孔配合且穿过所述第一定位孔设置的第一定位销、用于连接相邻所述组合单元且与所述第二定位孔配合的第二定位销以及用于紧固所述片状结构的锁紧装置。

优选的，所述第一定位销的两端均设置有外螺纹，所述锁紧装置为与所述外螺纹配合的第一锁紧螺母。

优选的，所述中间金属片长度方向的两端均设置有朝向其厚度方向一侧的第一侧凸台以及朝向其厚度方向另一侧的第二侧凸台，所述端部金属片长度方向的两端均设置有朝向其厚度方向同一侧的第三侧凸台，且同一所述组合单元内所述第一侧凸台、所述第二侧凸台和所述第三侧凸台的高度相同，以使同一所述组合单元内形成均匀间隙。

优选的，还包括设置于相邻所述片状结构之间的间隔部件，所述间隔部件设置于所述片状结构长度方向的两端，且所述间隔部件的长度小于所述片状结构长度的一半，以使相邻所述片状结构之间间隙设置。

优选的，所述固定装置包括用于固定所述片状结构的固定框以及用于连接相邻所述固定框的定位连接件；

所述固定框设置有若干与所述片状结构配合安装的定位槽。

一种成像设备，包括上述任一项所述的准直器。

本发明提供的准直器，包括至少两个呈上下设置的组合单元，组合单元包括并排设置的多个片状结构以及用于固定片状结构的固定装置；相邻片状结构之间设置有间隙，同一组合单元内的间隙平行且均匀设置，相邻组合单元中的间隙非平行设置，以使所有间隙在竖直方向的重合部分形成若干平行孔。

使用本发明提供的准直器，在加工制造的过程中，可以先对片状结构进行加工，由于片状结构在加工的过程中不会出现加工尺寸小且深度大的孔的情形，因此，片状结构的加工过程相对简单，且加工效率高；加工完成之后，对片状结构进行组装，形成组合单元，并根据需求选择组合单元的数量，最后将组合单元固定，以使所有组合单元中的间隙的重合部分形成平行孔，平行孔在实际使用的过程中可以用于筛选不同方向的γ射线。

相比于现有技术，本发明提供的准直器的加工和组装方便，使加工成本降低，并且加工精度高，可以实现低成本、高精度的批量化生产，有利于扩大准直器的适用范围。

此外，本发明还提供了一种包括上述准直器的成像设备，该成像设备可以是任意适用准直器的成像设备，例如：伽马相机、spect等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中伽马相机成像原理的示意图；

图2为现有平行孔型准直器中准直孔的结构示意图；

图3为本发明所提供的中间金属片的具体实施例一的结构示意图；

图4为图3中中间金属片的前视图；

图5为本发明所提供的端部金属片的具体实施例一的结构示意图；

图6为本发明所提供的第一销轴的具体实施例的结构示意图；

图7为图6中第一销轴的轴测图；

图8为本发明所提供的组合单元的具体实施例一的爆炸示意图；

图9为图8中组合单元的部分结构的俯视示意图；

图10为图8中组合单元的部分结构的轴测图；

图11为本发明所提供的准直器的部分结构的具体实施一的结构示意图；

图12为图11所示结构的俯视图；

图13为本发明所提供的准直器的具体实施例二的爆炸示意图；

图14为图13中所提供的准直器中两组组合单元的结构示意图；

图15为图14中两组组合单元的俯视图；

图16为图13中准直器的一组组合单元的轴测图；

图17为图13中片状结构的轴测图；

图18为图16中片状结构的排列方式示意图；

图19为图16中固定框的结构示意图；

图20为图16中组合单元的俯视图。

图1-20中：

01为准直孔、02为放射性核素、03为闪烁晶体、04为光电倍增管阵列、05为计算机处理单元、1为端部金属片、11为第三侧凸台、2为中间金属片、21为第一侧凸台、22为第二侧凸台、3为第一定位孔、4为第二定位孔、5为第一定位销、6为外螺纹、7为第一锁紧螺母、8为平行孔、9为固定框、91为第三定位孔、92为定位槽、10为第三定位销、101为第二锁紧螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种准直器，可以降低加工难度，减少加工成本，方便实现高精度、低成本的批量化生产。本发明的另一核心是提供一种包括上述准直器的成像设备。

请参考图1-20。

本具体实施例提供的准直器，包括至少两个呈上下设置的组合单元，组合单元包括并排设置的多个片状结构以及用于固定片状结构的固定装置；相邻片状结构之间设置有间隙，且同一组合单元内的间隙平行且均匀设置，相邻组合单元中的间隙非平行设置，以使所有间隙在竖直方向的重合部分形成若干平行孔8。

需要进行说明的是，相邻片状结构之间间隙的形状可以是矩形孔，也可以是弧形孔，或者是曲折形孔，当然还可以是其它符合要求的形状，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

相邻片状结构之间设置有间隙，可以是相邻的片状结构完全不接触，间隙设置，也可以是相邻的片状结构之间部分接触，部分间隙设置，具体根据实际情况确定，在此不做赘述。

使用本发明提供的准直器，在加工制造的过程中，可以先对片状结构进行加工，由于片状结构在加工的过程中不会出现加工尺寸小且深度大的孔的情形，因此，片状结构的加工过程相对简单，且加工效率高，并且能够保证加工精度，减少原材料报废的概率；加工完成之后，对片状结构进行组装，形成组合单元，并根据需求选择组合单元的数量，最后将组合单元固定，以使所有组合单元中的间隙的重合部分形成平行孔8，平行孔8在实际使用的过程中可以用于筛选不同方向的γ射线。

相比于现有技术，本发明提供的准直器的加工和组装方便，使加工成本降低，并且加工精度高，可以实现低成本、高精度的批量化生产，有利于扩大准直器的适用范围。

另外，平行孔8由至少两层组合单元的间隙重合部分组成，由于间隙的形状以及相邻组合单元之间间隙的放置方向不同，或者是组合单元的数量发生改变，均可以影响平行孔8的形状；因此平行孔8的形状可以是方形孔，或菱形孔，或多边形孔，或圆形孔；当然，还可以是其它复合要求的形状，具体根据实际情况确定。

在上述实施例的基础上，考虑到钨具有出色的辐射吸收性能，在筛选不需要的伽马射束方面更有效，因此可以使片状结构包括位于其排列方向端部的端部金属片1以及位于端部金属片1之间的中间金属片2；端部金属片1为钨片，或金片，或铂片，或钨合金片，或金合金片，或铂合金片；中间金属片2为钨片，或金片，或铂片，或钨合金片，或金合金片，或铂合金片。

优选的，端部金属片1与中间金属片2的材质相同。

优选的，为了方便加工，同一组合单元中中间金属片2的形状、尺寸均相同。

为了方便将片状结构进行固定，可以在端部金属片1长度方向的两端以及中间金属片2长度方向的两端均设置用于与固定装置连接的第一定位孔3，端部金属片1设置有用于与相邻组合单元连接的第二定位孔4。

如图3、图5所示，第一定位孔3的中心轴线方向沿片状结构的厚度方向设置，第二定位孔4的中心轴线方向沿片状结构的高度方向设置。

优选的，第一定位孔3在中间金属片2中关于其长度方向的中间截面对称设置，第一定位孔3在端部金属片1中关于其长度方向的中间截面对称设置，第二定位孔4在端部金属片1中关于其长度方向的中间截面对称设置。

在上述实施例的基础上，可以使固定装置包括用于与第一定位孔3配合且穿过第一定位孔3设置的第一定位销5、用于连接相邻组合单元且与第二定位孔4配合的第二定位销以及用于紧固片状结构的锁紧装置。

如图8-12所示，在实际装配的过程中，可以首先将第一销轴依次穿过端部金属片1、中间金属片2、端部金属片1中的第一定位孔3，并且使用两个第一销轴分别固定片状结构两端的两个第一定位孔3，然后通过锁紧装置，将片状结构压紧，使相邻的片状结构压紧。

优选的，可以在第一定位销5长度方向的两端均设置外螺纹6，将锁紧装置设置为与外螺纹6配合的第一锁紧螺母7；可以在第一锁紧螺母7设置方便旋拧的防滑旋拧部。

在上述实施例的基础上，为了使相邻片状结构之间能够具有满足要求的间隙，可以在中间金属片2长度方向的两端均设置朝向其厚度方向一侧的第一侧凸台21以及朝向其厚度方向另一侧的第二侧凸台22，在端部金属片1长度方向的两端均设置朝向其厚度方向同一侧的第三侧凸台11，且同一组合单元内第一侧凸台21、第二侧凸台22和第三侧凸台11的高度相同，以使同一组合单元内形成均匀间隙。

如图4所示，中间金属片2的厚度方向的两端均设置有凸起，相邻的中间金属片2接触时，第一侧凸台21与第二侧凸台22接触之后，相邻中间金属片2便被压至最近，而其中间部分形成间隙；端部金属片1设置有第三侧凸台11的一侧朝向中间金属片2，以使间隙均匀设置；如图9、图10所示，组装完成之后，一个组合单元中会形成均匀分布的若干矩形间隙；如图11、12所示，增加一层组合单元，且上部组合单元中的间隙与下部组合单元中的间隙垂直设置，则可以形成如图12所示的矩形状的平行孔8。

在另一具体实施例中，可以在中间金属片2长度方向的两端均设置朝向其厚度方向同一侧且高度相同的第一凸台，同一组合单元中两个端部金属片1中的一者长度方向的两端均设置有朝向其厚度方向同一侧的第二凸台，且同一组合单元内第一凸台与第二凸台的高度相同，以使同一组合单元内形成均匀间隙。

上述具体实施例中，在对中间金属片2进行加工的过程中，只需在一侧加工出凸台，进一步简化了加工过程，降低了加工难度。

在另一具体实施例中，还可以包括设置于相邻片状结构之间的间隔部件，间隔部件设置于片状结构长度方向的两端，且间隔部件的长度小于片状结构长度的一半，以使相邻片状结构之间间隙设置；此时，间隔部件的厚度即为间隙的厚度。

在上述实施例的基础上，如图13-20所示，可以使固定装置包括用于固定片状结构的固定框9以及用于连接相邻固定框9的定位连接件；固定框9设置有若干与片状结构配合安装的定位槽92。

如图17、18所示，片状结构为具有规律性折弯的条状结构，且同一组合单元中，片状结构的长度存在不同，端部金属片1的长度最短，并且由端部金属片1至中间金属片2长度逐渐变长，为了使各个片状结构能够合适定位，且间隔设置，可以在固定框9设置若干固定槽92，用于固定片状结构；如图19、20所示，片状结构沿固定框9的对角线方向设置，且片状结构的两端均安装于固定框9中对应的定位槽92。

如图13所示，为了将相邻组合单元固定连接，可以在固定框9设置第三定位孔91，并且上下相邻的固定框9通过第三定位销10连接，第三定位销10长度方向的两端均设置有外螺纹，第二锁紧螺母101与第三定位销10上的外螺纹配合，以便通过第二锁紧螺母101将组合单元固定。

优选的，固定框9为矩形框，且第三定位孔91的数量为四个，分别设置于固定框9的四个角。

如图13-20所示，相邻组合单元中片状结构的排列方向不同，如图13所示，下层这单元沿固定框9的一条对角线方向设置，上层组合单元沿固定框9的另一条对角线方向设置。

除了上述准直器，本发明还提供一种包括上述实施例公开的准直器的成像设备，该成像设备包括上述任一项提到的准直器，该成像设备可以是任意适用准直器的成像设备，例如：伽马相机、spect等；该成像设备的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

需要进行说明的是，本申请文件中提到的第一定位孔3、第二定位孔4和第三定位孔91，第一定位销5、第二定位销和第三定位销，第一侧凸台21、第二侧凸台22和第三侧凸台11，第一凸台和第二凸台，第一锁紧螺母7和第二锁紧螺母101中的第一、第二和第三只是为了限制位置的不同，并没有先后顺序之分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。

以上对本发明所提供的成像设备及其准直器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。