一种晶体和光导的合成方法及模具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种晶体和光导的合成方法及模具。
【背景技术】
[0002]核医学设备是目前医学上常用的检测设备，例如，单电子发射计算机断层(SPECT)设备、正电子发射计算机断层(PET)设备等。核医学设备能够将含有放射性核素的药物在体内的分布形成图像，该图像可以反映人体代谢、组织功能和结构形态。
[0003]在核医学设备中，最为核心的部件为核探测器，该部件用于检测引入病患体内的放射性核素所发出的射线(例如γ射线)。常用的核医学设备探测器包括闪烁晶体阵列(以下简称晶体阵列)和光电检测器。其中，所述晶体阵列检测病患体内释放出的光子(例如γ光子)并将其转换成可见光，所述光电检测器用于将可见光转换成电信号，所述电信号用于计算被射线的光子撞击到的晶体单元所在的位置，以便形成位置散点图，形成被照射的人体的图像。
[0004]—般情况下，所述晶体阵列包括若干个晶体单元和光导，核探测器的空间分辨率、灵敏度等性能取决于所述晶体阵列的加工封装精度。参见图1 (a)至图1 (d)，现有技术在光导上刻深度不同的槽，以形成各个横截面为矩形的光导单元2，然后将晶体单元1通过粘合剂一一粘接在光导单元2上，所述晶体单元1的横截面和所述光导单元2的横截面的形状及尺寸均相同。最后在所述晶体单元1和所述光导的表面涂上一层反光层，以防止可见光在传输过程发生泄漏。
[0005]现有技术的晶体单元和光导单元在粘接过程中容易发生错位，即很难将晶体单元和光导单元做到完全对准不偏离粘接，从而导致光在晶体单元和光导单元之间传输的过程中发生光损耗，影响晶体阵列的加工精度，进而影响核探测器的性能。另外，所述光导单元是通过在一整块光导上刻槽形成，因此加工精度很难保证。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种晶体和光导的合成方法及模具，实现了提高晶体阵列加工精度的目的，从而提高了核探测器的性能。
[0007]本发明提供了一种晶体和光导的合成方法，所述方法包括:
[0008]将晶体单元嵌入第一模具的孔阵列内，并使所述晶体单元的底部与所述孔阵列的底部齐平，其中，所述孔阵列的孔的内壁横截面尺寸与所述晶体单元的横截面尺寸相同，所述孔的孔壁的高度不小于所述晶体单元的高度；
[0009]向所述第一模具内灌入液态的、具有粘性的光导材料，待所述液态的光导材料固化后，拆卸所述第一模具，以得到所述晶体单元与光导的合成块。
[0010]优选的，在所述拆卸所述第一模具之后，所述方法还包括:
[0011]将所述晶体单元与光导的合成块的缝隙和四周覆盖液态的反光材料，待所述反光材料固化后，得到除了底部，其他表面覆盖反光层的合成块，所述合成块的底部为与光电探测器接触的一面。
[0012]优选的，所述将所述晶体单元与光导的合成块的缝隙和四周覆盖液态的反光材料，待所述反光材料固化后，得到除了底部，其他表面覆盖反光层的合成块包括:
[0013]将所述合成块倒置放入第二模具，所述第二模具的深度不小于所述合成块的高度；
[0014]向所述第二模具中灌入液态的反光材料，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，其他表面覆盖反光层的合成块。
[0015]优选的，所述将所述晶体单元与光导的合成块的缝隙和四周覆盖液态的反光材料，待所述反光材料固化后，得到除了底部，其他表面覆盖反光层的合成块包括:
[0016]从所述液态的反光材料中，取出部分浸入并粘有所述反光材料的合成块，待所述反光材料固化后，得到除了底部，其他表面覆盖反光层的合成块。
[0017]优选的，所述光导材料为聚氨酯树脂、环氧树脂、聚苯乙烯其中的一种。
[0018]优选的，所述反光材料为二氧化钛、硫酸钡、三氧化二铝、氧化镁其中的一种与胶水的混合物。
[0019]优选的，所述第一模具和/或所述第二模具由金属、塑料、硅胶、乳胶其中一种制成。
[0020]优选的，所述孔的孔壁的高度不小于所述晶体单元的高度包括:
[0021]所述孔的孔壁的高度与对应的预设光导缝隙深度和晶体单元的长度之和相同。
[0022]本发明还提供了一种晶体和光导的合成模具，所述模具包括孔阵列，所述孔阵列的孔的内壁横截面尺寸与晶体单元的横截面尺寸相同，所述孔的孔壁的高度不小于所述晶体单元的高度，所述孔阵列的底部齐平。
[0023]优选的，所述模具由金属、塑料、硅胶、乳胶其中一种制成。
[0024]相对于现有技术，本发明的优点在于:
[0025]本发明将晶体单元嵌入第一模具的孔阵列内，并使所述晶体单元的底部与所述孔阵列的底部齐平，向所述第一模具内灌入液态的、具有粘性的光导材料，待所述液态的光导材料固化后，拆卸所述第一模具，以得到所述晶体单元与光导的合成块。由于所述第一模具的孔自动将所述晶体单元和光导对准，不会发生偏移，因此提高了晶体阵列的加工精度，从而提升了核探测器的性能。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0027]图1为现有技术中晶体单元和光导粘接合成的示意图；
[0028]图2为晶体阵列的工作原理示意图；
[0029]图3为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例的流程图；
[0030]图4为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例中第一模具的俯视图；
[0031]图5为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例中晶体单元嵌入第一模具的孔阵列的纵剖面示意图；
[0032]图6为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例中第一模具的立体示意图；
[0033]图7为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例中第一模具中注入所述光导材料的示意图；
[0034]图8为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例中合成块的示意图；
[0035]图9为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例中合成块倒置放入第二丰旲具的不意图；
[0036]图10为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例中反光材料灌入所述第一.丰旲具后的不意图；
[0037]图11为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例中具有凹槽的第二模具的不意图；
[0038]图12为本发明提供的一种晶体和光导的合成方法实施例中合成块嵌入具有凹槽的第二模具中的示意图。
【具体实施方式】
[0039]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
[0040]在介绍晶体和光导的合成方法之前，首先介绍一下晶体阵列的工作原理。晶体阵列一般包括光导和多个晶体单元。当病患体内释放出的光子打到晶体单元上，晶体单元将所述光子转换为可见光后传输给由光导单元组成的光导，通过光导单元的分光作用，使得与光导连接的光电检测器检测到来自不同光导单元的可见光的能量，从而可以判断被光子击中的晶体单元的位置。
[0041]例如参见图2，光子1击中第一个晶体单元，所述第一个晶体单元将光子1转化为可见光后，可见光在所述第一个晶体单元内经过折射、反射，进入第一个光导单元。所述第一个光导单元由于刻槽很深，近乎达到光导底部，因此光导单元几乎全部被反光材料(图2中用长短不一的小细线表示)包裹，可见光几乎可以全部被光电探测器A探测到。光子2击中第六个晶体单元(从左起)，所述第六个晶体单元将光子2转化为可见光后，可见光在第六个晶体单元内经过折射、反射后进入第六个光导单元(从左起)，由于所述第六个光导单元刻槽很浅，只有一小部分覆盖有反光材料，因此会有部分可见光会传播到临近的光导单元(例如第四、五、七、八个光导单元)，光电探测器A会接收来自第四、五个光导单元全部输出的可见光以及第六个光导单元输出的部分可见光，光电探测器B接收来自第七、八个光导单元输出的全部可见光以及第六个光导单元输出的部分可见光。
[0042]假设当晶体单元以100%输出光能时，光电探测器输出的能量为500keV。那么第一个晶体单元输出的光能经过第一个光导单元全部被光电探测器A接收到，因此若光电探测器A输出的能量为500keV，那么就可以确定光子击中的是第一个晶体单元。假设第六个晶体单元输出的光能经过第六个光导单元以及周围的光导单元后，有55 %的光能被光电探测器A接收，其余45%的光能被光电探测器B接收，因此，若所述光电探测器A输出的能量为275keV (500keV X 55 % )，或者所述光电探测器B输出的能量为225keV (500keV X 45 % )，那么可以确定光子击中的是第六个晶体单元。
[0043]综上所述，正是由于光电探测器对应的各个光导单元覆盖有不同量的反光材料，因此当光子打到不同的晶体单元，由于光导单元的分光作用使得光电探测器探测到的可见光的能量不同，根据光电探测器输出的能量就可以计算得到光子打到的晶体单元的位置。
[0044]从上述晶体阵列的工作原理可以看出，要想准确的获取光电探测器输出的能量，可见光在晶体单元和光导单元中传输的过程中应当尽可能的减少光损耗。在现有技术中，成形的晶体单元和光导单元以粘接的方式合成在一起，在粘接的过程中，晶体单元和光导单元容易发生错位，很难做到完全对准，因此可见光可能会在错位的地方溢出，发生光损耗，导致晶体阵列的加工精度较低，影响了光电探测器接收光能的准确性，进而影响核探测器的性能。由于晶体阵列往往包含很多个晶体单元，每个晶体单元都与光导单元进行粘接，加工起来非常繁琐。
[0045]为了克服该技术问题，本发明提供了一种晶体和光导的合成方法。参见图3，该图为本发明提供的一种晶体和光导的合