一種晶體和光導(dǎo)的合成方法及模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種晶體和光導(dǎo)的合成方法及模具。
【背景技術(shù)】
[0002]核醫(yī)學(xué)設(shè)備是目前醫(yī)學(xué)上常用的檢測(cè)設(shè)備，例如，單電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層(SPECT)設(shè)備、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層(PET)設(shè)備等。核醫(yī)學(xué)設(shè)備能夠?qū)⒑蟹派湫院怂氐乃幬镌隗w內(nèi)的分布形成圖像，該圖像可以反映人體代謝、組織功能和結(jié)構(gòu)形態(tài)。
[0003]在核醫(yī)學(xué)設(shè)備中，最為核心的部件為核探測(cè)器，該部件用于檢測(cè)引入病患體內(nèi)的放射性核素所發(fā)出的射線(例如γ射線)。常用的核醫(yī)學(xué)設(shè)備探測(cè)器包括閃爍晶體陣列(以下簡(jiǎn)稱(chēng)晶體陣列)和光電檢測(cè)器。其中，所述晶體陣列檢測(cè)病患體內(nèi)釋放出的光子(例如γ光子)并將其轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光，所述光電檢測(cè)器用于將可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所述電信號(hào)用于計(jì)算被射線的光子撞擊到的晶體單元所在的位置，以便形成位置散點(diǎn)圖，形成被照射的人體的圖像。
[0004]—般情況下，所述晶體陣列包括若干個(gè)晶體單元和光導(dǎo)，核探測(cè)器的空間分辨率、靈敏度等性能取決于所述晶體陣列的加工封裝精度。參見(jiàn)圖1 (a)至圖1 (d)，現(xiàn)有技術(shù)在光導(dǎo)上刻深度不同的槽，以形成各個(gè)橫截面為矩形的光導(dǎo)單元2，然后將晶體單元1通過(guò)粘合劑一一粘接在光導(dǎo)單元2上，所述晶體單元1的橫截面和所述光導(dǎo)單元2的橫截面的形狀及尺寸均相同。最后在所述晶體單元1和所述光導(dǎo)的表面涂上一層反光層，以防止可見(jiàn)光在傳輸過(guò)程發(fā)生泄漏。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)的晶體單元和光導(dǎo)單元在粘接過(guò)程中容易發(fā)生錯(cuò)位，即很難將晶體單元和光導(dǎo)單元做到完全對(duì)準(zhǔn)不偏離粘接，從而導(dǎo)致光在晶體單元和光導(dǎo)單元之間傳輸?shù)倪^(guò)程中發(fā)生光損耗，影響晶體陣列的加工精度，進(jìn)而影響核探測(cè)器的性能。另外，所述光導(dǎo)單元是通過(guò)在一整塊光導(dǎo)上刻槽形成，因此加工精度很難保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種晶體和光導(dǎo)的合成方法及模具，實(shí)現(xiàn)了提高晶體陣列加工精度的目的，從而提高了核探測(cè)器的性能。
[0007]本發(fā)明提供了一種晶體和光導(dǎo)的合成方法，所述方法包括:
[0008]將晶體單元嵌入第一模具的孔陣列內(nèi)，并使所述晶體單元的底部與所述孔陣列的底部齊平，其中，所述孔陣列的孔的內(nèi)壁橫截面尺寸與所述晶體單元的橫截面尺寸相同，所述孔的孔壁的高度不小于所述晶體單元的高度；
[0009]向所述第一模具內(nèi)灌入液態(tài)的、具有粘性的光導(dǎo)材料，待所述液態(tài)的光導(dǎo)材料固化后，拆卸所述第一模具，以得到所述晶體單元與光導(dǎo)的合成塊。
[0010]優(yōu)選的，在所述拆卸所述第一模具之后，所述方法還包括:
[0011]將所述晶體單元與光導(dǎo)的合成塊的縫隙和四周覆蓋液態(tài)的反光材料，待所述反光材料固化后，得到除了底部，其他表面覆蓋反光層的合成塊，所述合成塊的底部為與光電探測(cè)器接觸的一面。
[0012]優(yōu)選的，所述將所述晶體單元與光導(dǎo)的合成塊的縫隙和四周覆蓋液態(tài)的反光材料，待所述反光材料固化后，得到除了底部，其他表面覆蓋反光層的合成塊包括:
[0013]將所述合成塊倒置放入第二模具，所述第二模具的深度不小于所述合成塊的高度；
[0014]向所述第二模具中灌入液態(tài)的反光材料，待所述反光材料固化后，拆卸所述第二模具，以得到除了底部，其他表面覆蓋反光層的合成塊。
[0015]優(yōu)選的，所述將所述晶體單元與光導(dǎo)的合成塊的縫隙和四周覆蓋液態(tài)的反光材料，待所述反光材料固化后，得到除了底部，其他表面覆蓋反光層的合成塊包括:
[0016]從所述液態(tài)的反光材料中，取出部分浸入并粘有所述反光材料的合成塊，待所述反光材料固化后，得到除了底部，其他表面覆蓋反光層的合成塊。
[0017]優(yōu)選的，所述光導(dǎo)材料為聚氨酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚苯乙烯其中的一種。
[0018]優(yōu)選的，所述反光材料為二氧化鈦、硫酸鋇、三氧化二鋁、氧化鎂其中的一種與膠水的混合物。
[0019]優(yōu)選的，所述第一模具和/或所述第二模具由金屬、塑料、硅膠、乳膠其中一種制成。
[0020]優(yōu)選的，所述孔的孔壁的高度不小于所述晶體單元的高度包括:
[0021]所述孔的孔壁的高度與對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)光導(dǎo)縫隙深度和晶體單元的長(zhǎng)度之和相同。
[0022]本發(fā)明還提供了一種晶體和光導(dǎo)的合成模具，所述模具包括孔陣列，所述孔陣列的孔的內(nèi)壁橫截面尺寸與晶體單元的橫截面尺寸相同，所述孔的孔壁的高度不小于所述晶體單元的高度，所述孔陣列的底部齊平。
[0023]優(yōu)選的，所述模具由金屬、塑料、硅膠、乳膠其中一種制成。
[0024]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025]本發(fā)明將晶體單元嵌入第一模具的孔陣列內(nèi)，并使所述晶體單元的底部與所述孔陣列的底部齊平，向所述第一模具內(nèi)灌入液態(tài)的、具有粘性的光導(dǎo)材料，待所述液態(tài)的光導(dǎo)材料固化后，拆卸所述第一模具，以得到所述晶體單元與光導(dǎo)的合成塊。由于所述第一模具的孔自動(dòng)將所述晶體單元和光導(dǎo)對(duì)準(zhǔn)，不會(huì)發(fā)生偏移，因此提高了晶體陣列的加工精度，從而提升了核探測(cè)器的性能。
【附圖說(shuō)明】
[0026]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0027]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中晶體單元和光導(dǎo)粘接合成的示意圖；
[0028]圖2為晶體陣列的工作原理示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例的流程圖；
[0030]圖4為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例中第一模具的俯視圖；
[0031]圖5為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例中晶體單元嵌入第一模具的孔陣列的縱剖面示意圖；
[0032]圖6為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例中第一模具的立體示意圖；
[0033]圖7為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例中第一模具中注入所述光導(dǎo)材料的示意圖；
[0034]圖8為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例中合成塊的示意圖；
[0035]圖9為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例中合成塊倒置放入第二豐旲具的不意圖；
[0036]圖10為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例中反光材料灌入所述第一.豐旲具后的不意圖；
[0037]圖11為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例中具有凹槽的第二模具的不意圖；
[0038]圖12為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合成方法實(shí)施例中合成塊嵌入具有凹槽的第二模具中的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0040]在介紹晶體和光導(dǎo)的合成方法之前，首先介紹一下晶體陣列的工作原理。晶體陣列一般包括光導(dǎo)和多個(gè)晶體單元。當(dāng)病患體內(nèi)釋放出的光子打到晶體單元上，晶體單元將所述光子轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光后傳輸給由光導(dǎo)單元組成的光導(dǎo)，通過(guò)光導(dǎo)單元的分光作用，使得與光導(dǎo)連接的光電檢測(cè)器檢測(cè)到來(lái)自不同光導(dǎo)單元的可見(jiàn)光的能量，從而可以判斷被光子擊中的晶體單元的位置。
[0041]例如參見(jiàn)圖2，光子1擊中第一個(gè)晶體單元，所述第一個(gè)晶體單元將光子1轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光后，可見(jiàn)光在所述第一個(gè)晶體單元內(nèi)經(jīng)過(guò)折射、反射，進(jìn)入第一個(gè)光導(dǎo)單元。所述第一個(gè)光導(dǎo)單元由于刻槽很深，近乎達(dá)到光導(dǎo)底部，因此光導(dǎo)單元幾乎全部被反光材料(圖2中用長(zhǎng)短不一的小細(xì)線表示)包裹，可見(jiàn)光幾乎可以全部被光電探測(cè)器A探測(cè)到。光子2擊中第六個(gè)晶體單元(從左起)，所述第六個(gè)晶體單元將光子2轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光后，可見(jiàn)光在第六個(gè)晶體單元內(nèi)經(jīng)過(guò)折射、反射后進(jìn)入第六個(gè)光導(dǎo)單元(從左起)，由于所述第六個(gè)光導(dǎo)單元刻槽很淺，只有一小部分覆蓋有反光材料，因此會(huì)有部分可見(jiàn)光會(huì)傳播到臨近的光導(dǎo)單元(例如第四、五、七、八個(gè)光導(dǎo)單元)，光電探測(cè)器A會(huì)接收來(lái)自第四、五個(gè)光導(dǎo)單元全部輸出的可見(jiàn)光以及第六個(gè)光導(dǎo)單元輸出的部分可見(jiàn)光，光電探測(cè)器B接收來(lái)自第七、八個(gè)光導(dǎo)單元輸出的全部可見(jiàn)光以及第六個(gè)光導(dǎo)單元輸出的部分可見(jiàn)光。
[0042]假設(shè)當(dāng)晶體單元以100%輸出光能時(shí)，光電探測(cè)器輸出的能量為500keV。那么第一個(gè)晶體單元輸出的光能經(jīng)過(guò)第一個(gè)光導(dǎo)單元全部被光電探測(cè)器A接收到，因此若光電探測(cè)器A輸出的能量為500keV，那么就可以確定光子擊中的是第一個(gè)晶體單元。假設(shè)第六個(gè)晶體單元輸出的光能經(jīng)過(guò)第六個(gè)光導(dǎo)單元以及周?chē)墓鈱?dǎo)單元后，有55 %的光能被光電探測(cè)器A接收，其余45%的光能被光電探測(cè)器B接收，因此，若所述光電探測(cè)器A輸出的能量為275keV (500keV X 55 % )，或者所述光電探測(cè)器B輸出的能量為225keV (500keV X 45 % )，那么可以確定光子擊中的是第六個(gè)晶體單元。
[0043]綜上所述，正是由于光電探測(cè)器對(duì)應(yīng)的各個(gè)光導(dǎo)單元覆蓋有不同量的反光材料，因此當(dāng)光子打到不同的晶體單元，由于光導(dǎo)單元的分光作用使得光電探測(cè)器探測(cè)到的可見(jiàn)光的能量不同，根據(jù)光電探測(cè)器輸出的能量就可以計(jì)算得到光子打到的晶體單元的位置。
[0044]從上述晶體陣列的工作原理可以看出，要想準(zhǔn)確的獲取光電探測(cè)器輸出的能量，可見(jiàn)光在晶體單元和光導(dǎo)單元中傳輸?shù)倪^(guò)程中應(yīng)當(dāng)盡可能的減少光損耗。在現(xiàn)有技術(shù)中，成形的晶體單元和光導(dǎo)單元以粘接的方式合成在一起，在粘接的過(guò)程中，晶體單元和光導(dǎo)單元容易發(fā)生錯(cuò)位，很難做到完全對(duì)準(zhǔn)，因此可見(jiàn)光可能會(huì)在錯(cuò)位的地方溢出，發(fā)生光損耗，導(dǎo)致晶體陣列的加工精度較低，影響了光電探測(cè)器接收光能的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響核探測(cè)器的性能。由于晶體陣列往往包含很多個(gè)晶體單元，每個(gè)晶體單元都與光導(dǎo)單元進(jìn)行粘接，加工起來(lái)非常繁瑣。
[0045]為了克服該技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種晶體和光導(dǎo)的合成方法。參見(jiàn)圖3，該圖為本發(fā)明提供的一種晶體和光導(dǎo)的合