Детектор рентгеновского излучения

Предложенное техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к цифровым рентгеновским аппаратам.

Целью нашего технического предложения является повышение надежности работы детектора и повышение его чувствительности.

Данный технический результат достигается тем, что в детекторе рентгеновского излучения, содержащем щелевой коллиматор, в створе щелевого канала которого находится линейный матричный приемник полупроводникового типа, каждый из элементов которого имеет сцинтиллятор и светочувствительный слой, соединенный с цифровым преобразователем электрического сигнала, сцинтиллятор выполнен из кристаллов гадолиния в форме плоскопараллельной пластины, торец которой примыкает к щелевому канал коллиматора, а на противоположный торец пластины сцинтиллятора нанесен зеркальный слой, при этом боковые поверхности пластины сцинтиллятора, идущие параллельно щелевому каналу коллиматора покрыты светочувствительным слоем из кремния.

Предложенное техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к цифровым рентгеновским аппаратам.

Известен детектор рентгеновского излучения, содержащий щелевой коллиматор с многопроволочной пропорциональной камерой (Белова И.Б., Китаев В.М. Малодозовая цифровая рентгенография. - Орел: Медбиоэкстрем, 2001, С.29 [1]. Камера представляет собой заполненную смесью газов (ксенон и углекислый газ) многопроволочную систему, на анод и катод которой подается высокое напряжение. Недостатком аналога [1] является его низкое пространственное разрешение (около 0,4 пар линий на мм).

Наиболее близким по конструкции к заявляемому объекту является детектор рентгеновского излучения, содержащий щелевой коллиматор, в створе щелевого канала которого находится линейный матричный приемник полупроводникового типа, каждый из элементов которого содержит сцинтиллятор и светочувствительный слой, соединенный с цифровым преобразователем электрического сигнала (европейский патент 271723 А1, публ. 22.06.1988 [2]).

Аналог [2] был выбран нами в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является то, что в его конструкции светочувствительный полупроводниковый слой подвергается воздействию остаточных рентгеновских лучей, прошедших через сцинтиллятор, что приводит к потере чувствительности детектора и быстрому выходу его из строя.

Целью нашего технического предложения является повышение надежности работы детектора и повышение его чувствительности.

Данный технический результат достигается тем, что в детекторе рентгеновского излучения, содержащем щелевой коллиматор, в створе щелевого канала которого находится линейный матричный приемник полупроводникового типа, каждый из элементов которого имеет сцинтиллятор и светочувствительный слой, соединенный с цифровым преобразователем электрического сигнала, сцинтиллятор выполнен из кристаллов гадолиния в форме плоскопараллельной пластины, торец которой примыкает к щелевому каналу коллиматора, а на противоположный торец пластины сцинтиллятора нанесен зеркальный слой, при этом боковые поверхности пластины сцинтиллятора, идущие параллельно щелевому каналу коллиматора, покрыты светочувствительным слоем из кремния.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что конструкция предлагаемого детектора неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Далее наше предложение сопровождается чертежом и пояснением к нему. На фиг.1, дана конструкция предлагаемого детектора (вид сбоку в разрезе).

Детектор рентгеновского излучения содержит щелевой коллиматор 1, изготовленный из материала с высоким атомным номером, например вольфрама. Коллиматор 1 закрыт кожухом 2, защищающим щелевой канал 3 от загрязнения. Кожух 2 изготовлен из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, например алюминия. К выходу щелевого канала 3 примыкает оптический вход сцинтиллятора 4, изготовленного из кристаллов гадолиния в форме плоскопараллельной пластины. Пластина сцинтиллятора 4 находится в створе щелевого канала 3 коллиматора 1. Пластина сцинтиллятора 4 закреплена в корпусе 5 посредством вкладышей 6, изготовленных из диэлектрика, например фторопласта. Боковые поверхности пластины сцинтиллятора 4, проходящие параллельно щелевому каналу 3, покрыты светочувствительным слоем 7 из полупроводника, например кремния. Каждый светочувствительный слой 7 подключен к цифровому преобразователю электрического сигнала 8, выход которого 9 соединен с ЭВМ (на фиг. не показана). Тыльный торец пластины сцинтиллятора 4 покрыт зеркальным слоем 10.

Предлагаемый детектор рентгеновского излучения предназначен для работы в составе конструкции рентгенодиагностического аппарата сканирующего типа. Щелевой коллиматор 1 формирует узкий рентгеновский пучок, который вызывает свечение сцинтиллятора 4. Светочувствительные слои 7 преобразуют свечение кристаллов гадолиния в электрический сигнал, который поступает в блок цифрового преобразователя 8 и далее в ЭВМ рентгенодиагностического аппарата, где формируется матрица изображения. Двухстороннее боковое покрытие пластины сцинтиллятора 4 светочувствительными слоями 7 защищает полупроводник от прямого попадания рентгеновских лучей и в два раза повышает чувствительность детектора. Зеркальный слой 10 повышает свечение сцинтиллятора за счет отраженных лучей, что приводит к усилению электрического сигнала.

Предлагаемая конструкция детектора рентгеновского излучения позволяет, как минимум, вдвое снизить лучевую нагрузку на пациента, что очень важно особенно при проведении профилактических обследований населения.

1. Детектор рентгеновского излучения, содержащий щелевой коллиматор, в створе щелевого канала которого находится линейный матричный приемник полупроводникового типа, каждый из элементов которого содержит сцинтиллятор и светочувствительный слой, соединенный с цифровым преобразователем электрического сигнала, отличающийся тем, что сцинтиллятор выполнен в форме плоскопараллельной пластины, торец которой примыкает к щелевому каналу коллиматора, а на противоположный торец пластины сцинтиллятора нанесен зеркальный слой, при этом боковые поверхности пластины сцинтиллятора, идущие параллельно щелевому каналу коллиматора, покрыты светочувствительным слоем.

2. Детектор по п.1, отличающийся тем, что плоскопараллельная пластина сцинтиллятора изготовлена из кристаллов гадолиния.

3. Детектор по п.1, отличающийся тем, что в качестве светочувствительного слоя используется кремний.