多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器、輻射器、探測(cè)裝置及掃描設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其包括若干個(gè)準(zhǔn)直層，每個(gè)準(zhǔn)直層上設(shè)有若干準(zhǔn)直孔，至少有兩個(gè)準(zhǔn)直層相互間是錯(cuò)位耦合的。本實(shí)用新型提出的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器除了可以實(shí)現(xiàn)相較于單層準(zhǔn)直器的性能的提升和多性能選擇的功能外，還具有較好的加工可行性。由于將準(zhǔn)直器分為多個(gè)準(zhǔn)直層后，每個(gè)準(zhǔn)直層厚度較薄，所以加工精度容易保證。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器、輻射器、探測(cè)裝置及掃描設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要涉及核醫(yī)學(xué)成像【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器、輻射器、探測(cè)裝置及掃描設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描成像儀(Single Photon Emiss1n ComputedTomograph,以下簡(jiǎn)稱(chēng)SPECT)是一種先進(jìn)的核醫(yī)學(xué)分子影像工具，能夠以無(wú)創(chuàng)的方式獲得生物體的代謝信息，在心血管系統(tǒng)疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、腫瘤學(xué)等重大疾病的機(jī)理研究、診斷及治療中發(fā)揮了重要作用。SPECT儀器由探頭、旋轉(zhuǎn)機(jī)架、掃描床、圖像采集與處理工作站等組成，其中探頭通常由閃爍體探測(cè)器和準(zhǔn)直器兩部分組成。成像時(shí)先將Tc-99m等放射性核素標(biāo)記的藥物注射到人體，然后利用探頭圍繞人體，從不同角度采集伽馬射線，獲得不同角度的二維放射性強(qiáng)度分布圖，進(jìn)而通過(guò)圖像重建，可以得到反映人體放射性藥物分布的三維圖像。
[0003]空間分辨率、靈敏度、成像視野是SPECT最重要的三個(gè)性能指標(biāo)。空間分辨率反映了 SPECT分辨物體細(xì)節(jié)的能力，它的提升可以增加所得圖像的細(xì)節(jié)豐富度和清晰度；靈敏度反映了 SPECT探測(cè)低活度對(duì)象的能力，它的提升可以減少放射性藥物的注射量或者成像時(shí)間；成像視野則反映了 SPECT所能掃描的物體的尺寸范圍，它的提升可以加速或優(yōu)化對(duì)大物體的掃描。對(duì)于這些指標(biāo)中的一個(gè)或者多個(gè)同時(shí)提升，是多年來(lái)SPECT發(fā)展的基本方向。
[0004]準(zhǔn)直器的性能是影響SPECT系統(tǒng)性能的最主要因素之一。優(yōu)化準(zhǔn)直器的設(shè)計(jì)，提升準(zhǔn)直器性能是SPECT系統(tǒng)性能提升的主要手段之一。準(zhǔn)直器通常是一塊打滿(mǎn)緊密排列的通孔的方板，板材一般為鉛、鎢等重金屬材料或合金，它可以阻擋不沿孔飛行的伽馬光子，允許沿與其上的孔飛行的伽馬光子通過(guò)。基于準(zhǔn)直器上的孔的方向和閃爍體探測(cè)器所獲得的伽馬光子打在探測(cè)器上的位置，就可以確定伽馬光子飛行的直線軌跡。準(zhǔn)直器的性能通常也用空間分辨率、靈敏度、視野等指標(biāo)來(lái)表征，這些性能指標(biāo)由準(zhǔn)直器的幾何參數(shù)(板大小、孔的形狀、尺寸、孔深等)、材質(zhì)、加工精度等決定。這些指標(biāo)之間是相互約束的關(guān)系，一個(gè)的提升往往伴隨著其它指標(biāo)的下降，通常需要根據(jù)應(yīng)用需求來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，以選擇一個(gè)較為合適的性能組合。
[0005]當(dāng)前，對(duì)大動(dòng)物及人的成像中，SPECT系統(tǒng)的分辨率和靈敏度還有很大提升空間。相對(duì)于同樣是核醫(yī)學(xué)分子影像工具的正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描成像儀而言，其分辨率一般較低，而靈敏度更是低到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。較低的靈敏度和分辨率影響著SPECT系統(tǒng)(尤其是基于平行孔準(zhǔn)直器的臨床SPECT系統(tǒng))對(duì)疾病的早期診斷、小病灶的發(fā)現(xiàn)和定量分析、物體細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確反映等的應(yīng)用能力。因此，進(jìn)一步設(shè)計(jì)高性能的準(zhǔn)直器仍是提升SPECT系統(tǒng)性能的重要問(wèn)題和有效手段。
[0006]在實(shí)際的臨床SPECT成像中，通常會(huì)需要根據(jù)應(yīng)用類(lèi)型來(lái)選取不同性能的準(zhǔn)直器。這一過(guò)程需要卸載舊的準(zhǔn)直器、安裝新的準(zhǔn)直器。由于準(zhǔn)直器又大又重，所以準(zhǔn)直器的更換存在較大的不便性，也容易在更換的過(guò)程中對(duì)機(jī)器造成損壞。此外，一臺(tái)SPECT—般配置的不同性能的準(zhǔn)直器的數(shù)量也非常少，因此選擇范圍就非常少，并不能充分地實(shí)現(xiàn)根據(jù)應(yīng)用來(lái)選擇適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)直器的功能。設(shè)計(jì)性能可調(diào)的多性能準(zhǔn)直器是解決這一問(wèn)題的理想方案。
[0007]準(zhǔn)直器的加工難度也是準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)的一大考量，極端性能的準(zhǔn)直器和功能復(fù)雜的準(zhǔn)直器可能會(huì)受限于加工難度而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此，在實(shí)現(xiàn)功能的同時(shí)，也需要考慮準(zhǔn)直器的加工問(wèn)題。
[0008]因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種改良結(jié)構(gòu)的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器、輻射器、探測(cè)裝置及掃描設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器、輻射器、探測(cè)裝置及掃描設(shè)備，能夠提升準(zhǔn)直器的單個(gè)或多個(gè)性能指標(biāo)，或者能夠支持多種性能組合以供調(diào)節(jié)和選擇。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0011]一種多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其包括若干個(gè)準(zhǔn)直層，每個(gè)準(zhǔn)直層上設(shè)有若干準(zhǔn)直孔，至少有兩個(gè)準(zhǔn)直層相互間是錯(cuò)位耦合的。
[0012]一種輻射器，其包括輻射源，所述輻射器還包括所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器用以對(duì)從輻射源中產(chǎn)生的射線進(jìn)行準(zhǔn)直。
[0013]一種探測(cè)裝置，其包括檢測(cè)器，所述探測(cè)裝置還包括所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器用于對(duì)射線進(jìn)行準(zhǔn)直，并且準(zhǔn)直后的射線將被施加到所述檢測(cè)器上。
[0014]一種掃描設(shè)備，其包括探測(cè)裝置和機(jī)架，所述探測(cè)裝置安裝于所述機(jī)架上，所述探測(cè)裝置包括權(quán)所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器用于對(duì)射線進(jìn)行準(zhǔn)直。
[0015]從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型提出的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器除了可以實(shí)現(xiàn)相較于單層準(zhǔn)直器的性能的提升和多性能選擇的功能外，還具有較好的加工可行性。由于將準(zhǔn)直器分為多個(gè)準(zhǔn)直層后，每個(gè)準(zhǔn)直層厚度較薄，所以加工精度容易保證。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為一個(gè)四層準(zhǔn)直器對(duì)伽馬射線進(jìn)行準(zhǔn)直的示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器中準(zhǔn)直孔的形狀為正方形時(shí)，雙層錯(cuò)位前后的對(duì)比不意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器中準(zhǔn)直孔的形狀為正六邊形時(shí)，雙層錯(cuò)位如后的對(duì)比不意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器中準(zhǔn)直孔的形狀為正六邊形時(shí)，三層錯(cuò)位如后的對(duì)比不意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器中準(zhǔn)直孔的形狀為正三角形時(shí)，三層錯(cuò)位如后的對(duì)比不意圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器中準(zhǔn)直孔的形狀為圓形時(shí)，雙層錯(cuò)位前后的對(duì)比示意圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器利用雙層錯(cuò)位耦合實(shí)現(xiàn)靈敏度提升的兩個(gè)設(shè)計(jì)的示意圖，其中圖7(a)為沒(méi)有錯(cuò)位時(shí)的示意圖，圖7(b)為第一種雙層錯(cuò)位耦合設(shè)計(jì)的示意圖，圖7(c)為第二種雙層錯(cuò)位耦合設(shè)計(jì)的示意圖；
[0023]圖8為一種匯聚型的雙層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的示意圖；
[0024]圖9為兩種高分辨率的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的設(shè)計(jì)示意圖，其中，圖9(a)為第一種高分辨率的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的設(shè)計(jì)示意圖，圖9(b)為第二種高分辨率的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的設(shè)計(jì)示意圖；
[0025]圖10為多種多平行束的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器設(shè)計(jì)示意圖，其中，圖10(a)?圖10(h)分別為不同種類(lèi)的示意圖；
[0026]圖11為一種可調(diào)型準(zhǔn)直器的幾種設(shè)計(jì)示意圖，其中，圖11(a)?圖11(d)分別為不同種類(lèi)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]在詳細(xì)介紹本實(shí)用新型前，先定義“準(zhǔn)直層”和“錯(cuò)位耦合”的概念。準(zhǔn)直層可從兩個(gè)角度理解:一是將其看作是對(duì)一個(gè)準(zhǔn)直器進(jìn)行切分(將孔切短)而得到的子準(zhǔn)直器；二是通過(guò)串聯(lián)疊加在一起而形成一個(gè)準(zhǔn)直系統(tǒng)的多個(gè)準(zhǔn)直器中的每一個(gè)。伽馬光子要穿過(guò)一個(gè)包含多個(gè)準(zhǔn)直層的準(zhǔn)直器，須依次穿過(guò)每一個(gè)準(zhǔn)直層。錯(cuò)位耦合是指兩個(gè)準(zhǔn)直層在串聯(lián)耦合時(shí)兩者的準(zhǔn)直孔的中心線不重合，相反地，對(duì)齊耦合則是指兩個(gè)準(zhǔn)直層相對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直孔的中心線重合。
[0028]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器、輻射器、探測(cè)裝置及掃描設(shè)備，能夠提升準(zhǔn)直器的單個(gè)或多個(gè)性能指標(biāo)，或者能夠支持多種性能組合以供調(diào)節(jié)和選擇。
[0029]本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種輻射器，其包括輻射源，所述輻射器還包括本實(shí)用新型所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器用以對(duì)從輻射源中產(chǎn)生的射線進(jìn)行準(zhǔn)直。
[0030]本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種探測(cè)裝置，其包括檢測(cè)器，所述探測(cè)裝置還包括本實(shí)用新型所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器用于對(duì)射線進(jìn)行準(zhǔn)直，并且準(zhǔn)直后的射線將被施加到所述檢測(cè)器上。
[0031]本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種掃描設(shè)備，其包括探測(cè)裝置和機(jī)架，所述探測(cè)裝置安裝于所述機(jī)架上，所述探測(cè)裝置包括本實(shí)用新型所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器用于對(duì)射線進(jìn)行準(zhǔn)直。
[0032]本實(shí)用新型公開(kāi)的輻射器、探測(cè)裝置及掃描設(shè)備中均設(shè)有本實(shí)用新型所要保護(hù)的多個(gè)實(shí)施例的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，下面將對(duì)輻射器、探測(cè)裝置及掃描設(shè)備中包括的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的詳細(xì)的闡述。
[0033]如圖1及圖2所示，所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其包括若干個(gè)準(zhǔn)直層，每個(gè)準(zhǔn)直層上設(shè)有若干準(zhǔn)直孔，至少有兩個(gè)準(zhǔn)直層相互間是錯(cuò)位耦合的。所述各準(zhǔn)直層的準(zhǔn)直孔類(lèi)型可以相同也可以不相同，一般情況下是選擇相同類(lèi)型的準(zhǔn)直孔。當(dāng)然，具體選擇根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求決定。
[0034]錯(cuò)位耦合的準(zhǔn)直器包括三種情況:
[0035]情況一:錯(cuò)位耦合的準(zhǔn)直器的所有準(zhǔn)直層的位置均不能調(diào)整變動(dòng)，即在將準(zhǔn)直層錯(cuò)位后，所有準(zhǔn)直層相互間已經(jīng)不能再發(fā)生任何的位置變動(dòng)。固定方式可以采用在準(zhǔn)直層上打孔后螺絲固定，或者設(shè)置一個(gè)帶有槽的殼體進(jìn)行固定，此情況的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器雖然只有一種錯(cuò)位的情況，但是仍舊能夠提升準(zhǔn)直器的性能指標(biāo)。
[0036]情況二:錯(cuò)位耦合的準(zhǔn)直器的部分準(zhǔn)直層的位置可調(diào)，即在將準(zhǔn)直層錯(cuò)位后，仍舊可以根據(jù)新的需求再次進(jìn)行準(zhǔn)直層錯(cuò)位，但是并不是所有的準(zhǔn)直層均能夠變換位置，只有部分準(zhǔn)直層能夠進(jìn)行位置的變動(dòng)，然后達(dá)成錯(cuò)位。準(zhǔn)直器設(shè)有導(dǎo)軌，可變動(dòng)部分可以設(shè)置導(dǎo)軌進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)軌可以具有鎖扣的功能。錯(cuò)位后仍舊能夠提升準(zhǔn)直器的性能指標(biāo)。
[0037]情況三:錯(cuò)位耦合的準(zhǔn)直器的所有準(zhǔn)直層的位置均能調(diào)整變動(dòng)，即在將準(zhǔn)直層錯(cuò)位后，仍舊可以根據(jù)新的需求再次進(jìn)行準(zhǔn)直層錯(cuò)位，可以根據(jù)需要任意選擇任何一個(gè)準(zhǔn)直層進(jìn)行錯(cuò)位設(shè)置，然后達(dá)成錯(cuò)位。變動(dòng)部分可以如情況二設(shè)置導(dǎo)軌進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)軌可以具有鎖扣的功能。錯(cuò)位后仍舊能夠提升準(zhǔn)直器的性能指標(biāo)。
[0038]本實(shí)用新型提出了多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器。其特征有二:一是這種準(zhǔn)直器使用至少兩個(gè)準(zhǔn)直層來(lái)對(duì)伽馬射束進(jìn)行準(zhǔn)直；二是至少有兩個(gè)準(zhǔn)直層間是錯(cuò)位耦合的。第二個(gè)特征可以有兩種情況，一種情況是所有相鄰的準(zhǔn)直層間是錯(cuò)位耦合的；另一種情況是并不是所有相鄰的準(zhǔn)直層間均是錯(cuò)位耦合的，這種情況主要是針對(duì)準(zhǔn)直層比較多的時(shí)候，比如第一層和第二層是重合不錯(cuò)位，但是第一層和第三層錯(cuò)位，當(dāng)然，由于第一層和第二層是重合的，所以第二層和第三層也錯(cuò)位。
[0039]當(dāng)包括多個(gè)準(zhǔn)直層時(shí)，所述各準(zhǔn)直層間的厚度可以相互間不盡相同，當(dāng)然也可以相同。具體每一層的厚度可以根據(jù)實(shí)際需求選定。對(duì)于厚度不盡相同的準(zhǔn)直層，其準(zhǔn)直層最小厚度與最大厚度的比值范圍為1:1?1:11。
[0040]由于錯(cuò)位耦合使得準(zhǔn)直孔的有效孔徑的大小甚至形狀均不同于對(duì)齊耦合的結(jié)果，所以錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的性能與所有層均對(duì)齊耦合的準(zhǔn)直器(等效于一個(gè)單層準(zhǔn)直器)的性能不同。更進(jìn)一步地，錯(cuò)位的方向、錯(cuò)位大小、準(zhǔn)直器層數(shù)、各層的厚度等的變化均會(huì)改變多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能效果。基于此原理，本實(shí)用新型提出的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器可以實(shí)現(xiàn)在空間分辨率、靈敏度兩者中至少一個(gè)得到提升的高性能準(zhǔn)直器(相對(duì)于與所有層都對(duì)齊耦合得到的準(zhǔn)直器等效的單層準(zhǔn)直器而言)，也可以實(shí)現(xiàn)各層間錯(cuò)位方向、錯(cuò)位大小、層數(shù)、層厚等參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)可以調(diào)整的性能可調(diào)型準(zhǔn)直器。
[0041]本實(shí)用新型提出的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器可以包含N個(gè)錯(cuò)位耦合的準(zhǔn)直層，N的取值范圍可以為2?30，當(dāng)然也可以大于30個(gè)，具體的層數(shù)選擇還是基于實(shí)際的應(yīng)用需求進(jìn)行選擇，還要考慮準(zhǔn)直器的層數(shù)厚度、可裝配性等因素。這N個(gè)準(zhǔn)直層中至少有兩個(gè)準(zhǔn)直層相互間是錯(cuò)位耦合的，當(dāng)然，可以是相鄰的準(zhǔn)直層間是錯(cuò)位耦合的。當(dāng)相鄰的準(zhǔn)直層錯(cuò)位耦后，有可能出現(xiàn)第一層與第三層的準(zhǔn)直層的位置是一樣的。
[0042]各準(zhǔn)直層可選類(lèi)型包括平行孔準(zhǔn)直器、發(fā)散型準(zhǔn)直器和匯聚型準(zhǔn)直器。不同類(lèi)型的準(zhǔn)直層，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能特點(diǎn)各異，適用范圍也不同。平行孔準(zhǔn)直器的特征在于所有通孔平行，物體與其像大小相等，這種準(zhǔn)直器在較大視野中等靈敏度和分辨率的臨床SPECT中最為常見(jiàn)；發(fā)散型準(zhǔn)直器的特點(diǎn)在于其上緊密排列的孔不平行，孔間距從伽馬相機(jī)端向物體端變大，對(duì)物體成縮小的像，可用于設(shè)計(jì)大物體小探測(cè)器應(yīng)用下的成像系統(tǒng)；匯聚型準(zhǔn)直器和發(fā)散型準(zhǔn)直器相反，孔間距從伽馬相機(jī)端向物體端變小，對(duì)物體成放大的像，多用于小視野高分辨和高靈敏度的局部成像應(yīng)用中；針孔準(zhǔn)直器的特點(diǎn)在于僅利用一個(gè)很薄的小孔，基于小孔成像原理，對(duì)物體成倒立的像，這種準(zhǔn)直器通常用于設(shè)計(jì)小視野高分辨率的SPECT系統(tǒng)，常見(jiàn)于動(dòng)物成像中。如圖8所示，圖8為一種匯聚型的雙層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的示意圖，探測(cè)器放于準(zhǔn)直器的右側(cè)，即本圖的右側(cè)位置，相對(duì)于探測(cè)器是匯聚型。當(dāng)光線從左側(cè)向右側(cè)發(fā)射時(shí)，為匯聚；反之為發(fā)散。匯聚或發(fā)散是從探測(cè)器角度說(shuō)的。
[0043]本實(shí)用新型提出的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直孔類(lèi)型及其錯(cuò)位設(shè)計(jì)包括但不限于如下五類(lèi):
[0044]第一類(lèi)設(shè)計(jì)，如圖2所示，其特征是:準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為正方形(為描述方便，設(shè)定正方形的一組對(duì)邊的方向?yàn)閥方向，則另一組對(duì)邊方向?yàn)閦方向)，準(zhǔn)直孔的排列方式為正方形網(wǎng)格式排列(在y方向和z方向平鋪)；N個(gè)準(zhǔn)直層中相鄰的準(zhǔn)直層均有錯(cuò)位，錯(cuò)位的方向可以只是在y方向，也可以只是在z方向，也可以同時(shí)在y和z兩個(gè)方向，錯(cuò)位的結(jié)果使得平行于孔方向?qū)?zhǔn)直器進(jìn)行投影所得方格圖案的孔間距為準(zhǔn)直器層的孔間距的1/2?1/M，M取值范圍為2?N。
[0045]第二類(lèi)設(shè)計(jì)，如圖3及圖4所示，其特征是:準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為正六邊形，正六邊形孔的排列方式為正三角形網(wǎng)格式(網(wǎng)格為正三角形，每個(gè)格點(diǎn)對(duì)應(yīng)著一個(gè)準(zhǔn)直孔的中心)排列；N個(gè)準(zhǔn)直層中相鄰的準(zhǔn)直層均有錯(cuò)位，錯(cuò)位后，前一個(gè)準(zhǔn)直層上準(zhǔn)直孔的中心和后一個(gè)準(zhǔn)直層的六邊形孔的一個(gè)頂點(diǎn)的中心(該中心到其相鄰的三個(gè)孔的中心的距離相同)對(duì)齊。
[0046]第三類(lèi)設(shè)計(jì)，如圖6所示，其特征是:準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為圓形或任意近似圓形的多邊形，任意近似圓形的多邊形或圓形孔以正三角形網(wǎng)格排列#個(gè)準(zhǔn)直層中相鄰的準(zhǔn)直層均有錯(cuò)位，錯(cuò)位后，前一個(gè)準(zhǔn)直層的孔中心與后一個(gè)準(zhǔn)直層上的一個(gè)點(diǎn)(該點(diǎn)處于兩兩相鄰的三個(gè)孔所夾區(qū)域，到這三個(gè)孔的中心的距離相等)對(duì)齊。
[0047]第四類(lèi)設(shè)計(jì)，如圖6所示，其特征是:準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為圓形或近似圓形的多邊形，準(zhǔn)直孔的排列方式為正方形網(wǎng)格式(網(wǎng)格為正方形，網(wǎng)格中的每個(gè)格點(diǎn)對(duì)應(yīng)著一個(gè)準(zhǔn)直孔的中心)排列；N個(gè)準(zhǔn)直層中相鄰的準(zhǔn)直層均有錯(cuò)位。設(shè)定正方形的一組對(duì)邊的方向?yàn)閥方向，另一組對(duì)邊方向?yàn)閦方向，所述準(zhǔn)直層之間的錯(cuò)位在y方向和/或z方向，錯(cuò)位的方向可以只是在正方形網(wǎng)格的一組平行邊的方向，也可以同時(shí)在其兩組平行邊的方向分別錯(cuò)位，錯(cuò)位大小為1/2孔間距。
[0048]第五類(lèi)設(shè)計(jì)，如圖5所示，其特征是:準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為正三角形，準(zhǔn)直孔的排列方式為正六邊形網(wǎng)格式(網(wǎng)格為正六邊形，網(wǎng)格中的每個(gè)格點(diǎn)對(duì)應(yīng)著一個(gè)準(zhǔn)直孔的中心)排列；N個(gè)準(zhǔn)直層中相鄰的準(zhǔn)直層均有錯(cuò)位，錯(cuò)位的方向沿著三角形孔的一條邊的方向，錯(cuò)位大小為六邊形網(wǎng)格邊長(zhǎng)的sqrt(3)/2倍(sqrt代表開(kāi)方運(yùn)算)，錯(cuò)位大小若為無(wú)限不循環(huán)或循環(huán)小數(shù)，錯(cuò)位大小的值取近似值。
[0049]如圖7所示，圖7 (a)和圖7 (b)、圖7 (c)中，準(zhǔn)直器的總厚度相同，各準(zhǔn)直層上孔的尺寸、間距相同，但由于圖7(b)和圖7(c)采用了錯(cuò)位設(shè)計(jì)，結(jié)果使得更粗的光束(用圖中虛線及弧線表示)得以透過(guò)，也即獲得相較于圖7(a)的單層設(shè)計(jì)更高的靈敏度。圖7(b)中兩個(gè)準(zhǔn)直層的厚度比為1:1，圖7(c)中兩個(gè)準(zhǔn)直器層的厚度比為3:1，同樣是兩層設(shè)計(jì)，但由于厚度比的差異使得其效果也不相同。相較而言，圖7(b)使得來(lái)自一個(gè)點(diǎn)源的更粗的光束得以通過(guò)，因此其靈敏度更高。
[0050]如圖9所示，圖9 (a)和圖9 (b)這兩種設(shè)計(jì)的總厚度相同相鄰的層間進(jìn)行錯(cuò)位耦合，圖9 (a)采用3個(gè)準(zhǔn)直層，自左而右其厚度比為1:1:2，圖9 (b)采用5個(gè)準(zhǔn)直層，自左而右其厚度比為1: 1: 1: 1: 2，這兩種設(shè)計(jì)均可以獲得較單層設(shè)計(jì)更高的分辨率。由于層數(shù)的差異，圖9(b)相較于圖9(a)可以獲得更高的分辨率。
[0051]如圖10所示，圖10 (a)、圖10 (C)、圖10(e)、圖10(g)為第一種設(shè)計(jì)的示意圖，圖10(a)給出的是一個(gè)點(diǎn)發(fā)射出的可以透過(guò)準(zhǔn)直器的三束光(每一束采用虛線邊界和弧線表示)，圖10(c)為可以透過(guò)該準(zhǔn)直器的第一個(gè)平行束光線(射向右下)，圖10(e)為可以透過(guò)該準(zhǔn)直器的第二個(gè)平行束光線(平行于孔的方向)、圖10(g)為可以透過(guò)該準(zhǔn)直器的第三個(gè)平行束光線(射向右上)；圖10(b)、圖10(d)、圖10(f)、圖10(h)為第二種設(shè)計(jì)的示意圖，圖10(b)給出的是一個(gè)點(diǎn)發(fā)射出的可以透過(guò)準(zhǔn)直器的三束光(每一束采用虛線邊界和弧線表示)，圖10(d)為可以透過(guò)該準(zhǔn)直器的第一個(gè)平行束光線(射向右下)，圖10(f)為可以透過(guò)該準(zhǔn)直器的第二個(gè)平行束光線(平行于孔的方向)、圖10(h)為可以透過(guò)該準(zhǔn)直器的第三個(gè)平行束光線(射向右上)。這兩種設(shè)計(jì)總厚度相同，每一個(gè)設(shè)計(jì)均采用同樣厚度的準(zhǔn)直層，相鄰層間錯(cuò)位，比較此二者:由于準(zhǔn)直層厚度及層數(shù)的差異，第二種設(shè)計(jì)的第一、第三個(gè)平行束的相對(duì)于孔方向的傾斜度較第一種設(shè)計(jì)的大，而且第二種設(shè)計(jì)的光束更細(xì)，可以獲得更好的分辨率。
[0052]如圖11所示，這種設(shè)計(jì)采用12個(gè)準(zhǔn)直層，當(dāng)這12個(gè)準(zhǔn)直層對(duì)齊的時(shí)候，如圖11(a)所示，得到一個(gè)等效于同樣厚度的單層設(shè)計(jì)的準(zhǔn)直器；變換錯(cuò)位情況，可以進(jìn)一步得到圖11(b)、圖11(c)、圖11(d)的結(jié)果，其中圖11(b)為相鄰層均錯(cuò)位，圖11(c)則等效于圖10 (a)的設(shè)計(jì)，圖11 (d)則為更為復(fù)雜的調(diào)整結(jié)果，其相鄰層間的錯(cuò)位為O或者1/3個(gè)孔間距。這些不同的狀態(tài)，由于其錯(cuò)位情況的差異，擁有不同的準(zhǔn)直性能，從而適應(yīng)不同的需求。圖11(a)只是這個(gè)給定的12層可調(diào)準(zhǔn)直器的一個(gè)狀態(tài)。
[0053]從圖7、圖9-圖11可以看出，若干準(zhǔn)直層的錯(cuò)位方式有多種情況存在。比如，所述錯(cuò)位后的若干準(zhǔn)直層中，奇數(shù)位的準(zhǔn)直層位置重合，偶數(shù)位的準(zhǔn)直層位置重合。又比如，所述若干準(zhǔn)直層的錯(cuò)位為相鄰的準(zhǔn)直層兩兩錯(cuò)位或者將若干準(zhǔn)直層按照順序分割成若干小組，然后以小組為單位進(jìn)行組組錯(cuò)位，每組的準(zhǔn)直層的數(shù)量可以相同，當(dāng)然也可以不盡相同。如圖11(b)就是兩兩錯(cuò)位。如圖11(c)可以認(rèn)為是分成了 6個(gè)小組，每個(gè)小組包括兩個(gè)準(zhǔn)直層，然后6個(gè)小組再相互錯(cuò)位。如圖11(d)就相對(duì)復(fù)雜，單獨(dú)一層準(zhǔn)直層算一個(gè)小組，就共計(jì)包括了 8個(gè)小組，從左至右，第三組跟第五組是包括兩個(gè)準(zhǔn)直層的，第八組是包括三個(gè)準(zhǔn)直層的。根據(jù)圖還可以看出很多，在此不再對(duì)每個(gè)例子進(jìn)行一一贅述。
[0054]本實(shí)用新型提出的這種準(zhǔn)直器包含Q個(gè)可以調(diào)整耦合情況的準(zhǔn)直層，Q取值范圍為2?30 ;準(zhǔn)直層可選類(lèi)型包括平行孔準(zhǔn)直器、匯聚型準(zhǔn)直器和發(fā)散型準(zhǔn)直器；準(zhǔn)直孔類(lèi)型包括正三角形、正四邊形、正六邊形、圓及其近似多邊形等。根據(jù)準(zhǔn)直層上孔的類(lèi)型及其所對(duì)應(yīng)的上文所提出的錯(cuò)位設(shè)計(jì)約束，可將該準(zhǔn)直器調(diào)整為不同結(jié)構(gòu)的多層錯(cuò)位準(zhǔn)直器，從而得到不同性能的準(zhǔn)直效果。另外，這些可調(diào)的準(zhǔn)直層也可以被部分對(duì)齊以將相鄰的層合并為一層，或者被全部對(duì)齊以將Q個(gè)層合并為一層。
[0055]本實(shí)用新型提出的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器除了可以實(shí)現(xiàn)相較于單層準(zhǔn)直器的性能的提升和多性能選擇的功能外，還具有較好的加工可行性。由于將準(zhǔn)直器分為多個(gè)準(zhǔn)直層后，每個(gè)準(zhǔn)直層厚度較薄，所以加工精度容易保證。
【權(quán)利要求】
1.一種多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:其包括若干個(gè)準(zhǔn)直層，每個(gè)準(zhǔn)直層上設(shè)有若干準(zhǔn)直孔，至少有兩個(gè)準(zhǔn)直層相互間是錯(cuò)位耦合的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述若干準(zhǔn)直層的錯(cuò)位為相鄰的準(zhǔn)直層兩兩錯(cuò)位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述錯(cuò)位后的若干準(zhǔn)直層中，奇數(shù)位的準(zhǔn)直層位置重合，偶數(shù)位的準(zhǔn)直層位置重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述若干準(zhǔn)直層的錯(cuò)位為將若干準(zhǔn)直層按照順序分割成若干小組，然后以小組為單位進(jìn)行組組錯(cuò)位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述每個(gè)小組的準(zhǔn)直層的數(shù)量不盡相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述每個(gè)小組的準(zhǔn)直層的數(shù)量相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述若干準(zhǔn)直層的厚度不盡相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述最小厚度與最大厚度的比值范圍為1:1?1:11。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述若干準(zhǔn)直層的厚度相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所有準(zhǔn)直層的位置均不能調(diào)整變動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述準(zhǔn)直層上設(shè)有固定孔，所述準(zhǔn)直層間通過(guò)螺絲與固定孔配合實(shí)現(xiàn)固定。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:至少一個(gè)所述準(zhǔn)直層的位置是能調(diào)整變動(dòng)的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述準(zhǔn)直器設(shè)有導(dǎo)軌，所述準(zhǔn)直層通過(guò)在導(dǎo)軌上滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)位置調(diào)整。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述若干準(zhǔn)直層的準(zhǔn)直孔類(lèi)型相同，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直層類(lèi)型為平行孔準(zhǔn)直器或匯聚型準(zhǔn)直器或發(fā)散型準(zhǔn)直器。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述準(zhǔn)直層的數(shù)量范圍為2?30個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為正方形，設(shè)定正方形的一組對(duì)邊的方向?yàn)镮方向，另一組對(duì)邊方向?yàn)閦方向，準(zhǔn)直孔的排列方式為在I方向和z方向平鋪，呈正方形網(wǎng)格式排列，所述準(zhǔn)直層之間的錯(cuò)位在y方向和/或z方向，錯(cuò)位的結(jié)果使得平行于孔方向?qū)?zhǔn)直器進(jìn)行投影所得方格圖案的孔間距為準(zhǔn)直層的孔間距的1/2?1/M，M取值范圍為2?N，N為準(zhǔn)直層個(gè)數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為正六邊形，正六邊形孔的排列方式為正三角形網(wǎng)格式排列，錯(cuò)位后，前一個(gè)準(zhǔn)直層上準(zhǔn)直孔的中心和后一個(gè)準(zhǔn)直層的六邊形孔的一個(gè)頂點(diǎn)的中心對(duì)齊。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為圓形或任意近似圓形的多邊形，所述準(zhǔn)直孔以正三角形網(wǎng)格排列，錯(cuò)位后，前一個(gè)準(zhǔn)直層的孔中心與后一個(gè)準(zhǔn)直層上的一個(gè)點(diǎn)對(duì)齊，該點(diǎn)處于兩兩相鄰的三個(gè)孔所夾區(qū)域，該點(diǎn)到這三個(gè)孔的中心的距離相等。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為圓形或任意近似圓形的多邊形，所述準(zhǔn)直孔以正方形網(wǎng)格式排列，網(wǎng)格為正方形，網(wǎng)格中的每個(gè)格點(diǎn)對(duì)應(yīng)著一個(gè)準(zhǔn)直孔的中心，設(shè)定正方形的一組對(duì)邊的方向?yàn)閥方向，另一組對(duì)邊方向?yàn)閦方向，所述準(zhǔn)直層之間的錯(cuò)位在y方向和/或z方向，所述錯(cuò)位大小為1/2孔間距。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，其特征在于:所述準(zhǔn)直層上的準(zhǔn)直孔的形狀為正三角形，準(zhǔn)直孔的排列方式為正六邊形網(wǎng)格式排列，網(wǎng)格為正六邊形，網(wǎng)格中的每個(gè)格點(diǎn)對(duì)應(yīng)著一個(gè)準(zhǔn)直孔的中心，錯(cuò)位的方向沿著三角形孔的一條邊的方向，錯(cuò)位大小為六邊形網(wǎng)格邊長(zhǎng)的sqrt(3)/2倍，sqrt代表開(kāi)方運(yùn)算，錯(cuò)位大小若為無(wú)限不循環(huán)或循環(huán)小數(shù)，錯(cuò)位大小的值取近似值。
21.一種輻射器，其包括輻射源，其特征在于:所述輻射器還包括權(quán)利要求1至20中任一所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器用以對(duì)從輻射源中產(chǎn)生的射線進(jìn)行準(zhǔn)直。
22.—種探測(cè)裝置，其包括檢測(cè)器，其特征在于:所述探測(cè)裝置還包括權(quán)利要求1至20任一項(xiàng)所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器用于對(duì)射線進(jìn)行準(zhǔn)直，并且準(zhǔn)直后的射線將被施加到所述檢測(cè)器上。
23.一種掃描設(shè)備，其包括探測(cè)裝置和機(jī)架，所述探測(cè)裝置安裝于所述機(jī)架上，其特征在于:所述探測(cè)裝置包括權(quán)利要求1至20任一項(xiàng)所述的多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器，所述多層錯(cuò)位耦合準(zhǔn)直器用于對(duì)射線進(jìn)行準(zhǔn)直。
【文檔編號(hào)】A61B6/03GK204092011SQ201420567768
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】李延召, 謝慶國(guó) 申請(qǐng)人:蘇州瑞派寧科技有限公司