[发明专利]气体电离正比计数X光二维图像探测器

说明书

技术领域

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

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：

X光影像增强器：

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。

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。

CR成像系统：

CR（间接数字成像）是X射线屏—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（imaging plate；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—片影像。目前的CR系统可提供与屏—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。

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。

DR成像系统：

广意的DR（Digital Radiography）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。

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。

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0.3mm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。

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

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。

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；

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；