成像设备及其探测器冷却装置的制作方法

本发明涉及医用设备技术领域，特别是涉及一种成像设备及其探测器冷却装置。

背景技术：

对于pet机架的多模块探测器而言，其布置方式通常是：多个探测器沿着700mm以上的机架孔径均匀环形布置。目前，采用常规的风冷配合风冷压缩机制冷方式对多模块探测器进行冷却降温，或者采用常规的水冷方式即在探测器的表面形成管道带走热量。通常，探测器的温度高或者温度梯度过大会导致探测器响应不一致，影响图像成像的质量，进而影响诊断结果。但是，常规的风冷配合风冷压缩机制冷方式无法实现探测器模块所处的环境温度几度以下以及超静音的要求，常规水冷无法消除探测器的温度梯度，很难满足现代医学对图像质量高精确度的要求，影响图像成像质量。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前探测器温度高影响图像成像质量的问题，提供一种保证图像成像质量的成像设备及其探测器冷却装置。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种探测器冷却装置，包括：

分液器，所述分液器具有分液主管、多个分液腔室以及多个分液支管，多个所述分液腔室逐级连通设置，所述分液主管与首级的所述分液腔室连通，多个所述分液支管与末级的所述分液腔室连通；

多个冷却管路，每一所述冷却管路与一个所述分液支管连接，并对应一个探测器模块；以及

集液器，所述集液器具有集液主管以及多个集液支管，每一所述集液支管与一个所述冷却管路连接。

在其中一个实施例中，当上一级所述分液腔室中的冷却液量达到预定值，上一级所述分液腔室中的冷却液进入下一级所述分液腔室。

在其中一个实施例中，多个所述分液腔室包括首级分液腔室以及末级分液腔室，所述末级分液腔室包括多个分液槽，所述首级分液腔室与多个所述分液槽相连通，多个所述分液槽还与多个所述分液支管相连通。

在其中一个实施例中，每一所述分液槽与至少两个所述分液支管连通；或者，每一所述分液槽与一个所述分液支管连通；

所述分液槽的形状呈弧形或平板状。

在其中一个实施例中，多个所述分液腔室还包括至少一个中间级分液腔室，所述至少一个中间级分液腔室位于所述首级分液腔室与所述末级分液腔室之间，并连通所述首级分液腔室与所述末级分液腔室。

在其中一个实施例中，所述分液器还包括分隔板，相邻的所述分液腔室之间通过所述分隔板分隔，且所述分隔板上具有连通区域，相邻的所述分液腔室通过所述连通区域连通。

在其中一个实施例中，所述集液器与所述分液器分别设置于多个探测器模块。

在其中一个实施例中，所述探测器冷却装置还包括多个温度传感器；

多个所述温度传感器分别设置于多个所述冷却管路，用于检测各所述冷却管路中冷却液的温度；和/或，多个所述温度传感器设置于所述集液器，用于检测流经所述冷却管路的冷却液的温度；

多个所述温度传感器还与外界冷源电连接，用于控制外界冷源中冷却液的温度或流速。

在其中一个实施例中，所述分液主管上具有分液开关，用于控制所述分液主管中冷却液的通断，所述集液主管上具有集液开关，用于控制所述集液主管中回流液的通断；

所述集液器的结构与所述分液器的结构相同；或者，所述集液器的结构与所述分液器的结构相异，所述集液器还具有集液腔室，所述集液腔室连通所述集液主管与多个所述集液支管；

所述分液支管与所述冷却管路的连接处和所述冷却管路与所述集液支管的连接处同侧设置；或者，所述分液支管与所述冷却管路的连接处和所述冷却管路与所述集液支管的连接处异侧设置。

一种成像设备，包括扫描架、多个探测器模块以及如上述任一技术特征所述的探测器冷却装置；

所述探测器冷却装置安装于多个所述探测器模块，并安装于所述扫描架，所述探测器冷却装置用于冷却多个所述探测器模块。

采用上述技术方案后，本发明至少具有如下技术效果：

本发明的成像设备及其探测器冷却装置，外界中的低温冷却液通过分液器的分液主管进入分液器后，分液器中的冷却液可以逐级流动到各个分液腔室，然后，末级的分液腔室可以将冷却液分配至各个分液支管中，分液支管将冷却液输送至对应的冷却管路，实现对探测器模块进行冷却，冷却后的冷却液经集液支管进集液器，并由集液主管排出。逐级设置的多个分液腔室可以保证末级的分液腔室中的冷却液流量均匀，这样，末级的分液腔室中的冷却液能够均匀分配至各个分液支管，使得探测器模块内的冷却液流量均匀分布，消除各个冷却管路的流量梯度，有效的解决目前探测器温度高影响图像成像质量的问题。这样，可以消除多个探测器模块的温度梯度，保证各个探测器模块的温度均衡，进而保证探测器冷却装置响应一致稳定，进而提高图像成像质量，方便医生诊断。

附图说明

图1为本发明一实施例的探测器冷却装置从一方向看的立体图；

图2为图1所示的探测器冷却装置从另一方向看的立体图；

图3为图1所示的探测器冷却装置中分液器的局部剖视图；

图4为图3所示的b-b处的剖视图；

图5为图4所示的a处的局部放大图；

图6为图3所示的分液器的立体剖视图；

图7为图6所示的c处的局部放大图；

图8为图3所示的分液器的主视图；

图9为图8所示的分液器的透视图。

其中：

100-探测器冷却装置；

120-分液器；

1211-子分液块；

1212-首级分液腔室；

1213-末级分液腔室；12131-分液槽；

122-分液支管；

123-分液主管；

130-集液器；

131-集液支管；

200-探测器模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的成像设备及其探测器冷却装置进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参见图1至图3，本发明一实施例提供了一种探测器冷却装置100。该探测器冷却装置100应用于成像设备中，用于对成像设备的探测器模块200进行冷却。本实施例中，成像设备以pet成像设备为例进行说明。本发明的探测器冷却装置100消除沿周向方向的温度梯度，保证探测器冷却装置100的整体温度均衡，进而保证探测器冷却装置100响应一致稳定，进而提高图像成像质量，方便医生诊断。

在一实施例中，探测器冷却装置100包括分液器120、多个冷却管路以及集液器130。分液器120、多个冷却管路以及集液器130配合后具有冷却功能，可以对相应位置的探测器模块200进行冷却，以降低探测器模块200的温度。

分液器120具有分液主管123、多个分液腔室与多个分液支管122，多个分液腔室逐级连通设置。多个分液腔室用于逐级蓄存冷却液。分液主管123与首级的分液腔室连通。分液主管123用于连接外界冷源。多个分液支管122与末级的分液腔室连通。每一冷却管路与一个分液支管122连接，并对应一个探测器模块200。集液器130具有集液主管以及多个集液支管131，每一集液支管131与一个冷却管路连接。

示例性地，探测器模块200的数量为32个。当然，在本发明的其他实施方式中，探测器模块200的数量可以为更多或更少。探测器模块200用于接收伽马射线。由于探测器模块200温度越低其探测效果越好。因此，本发明的探测器冷却装置100通过分液器120、冷却管路以及集液器130的配合对探测器模块200进行冷却，以降低探测器模块200的温度，进而使得探测器冷却装置100的整体温度均衡，避免产生温度梯度，以保证探测器冷却装置100响应一致稳定，进而提高图像成像质量，方便医生诊断。

可选地，分液器120的形状与多个探测器模块200的形状相同或相异。可选地，分液器120的截面形状为封闭结构。即分液器120呈环形、中空方形等等。当然，在本发明的其他实施方式中，分液器120还可以呈平板状或弧形等等。可选地，集液器130的形状与分液器120的形状相同或相异。示例性地，多个探测器模块200呈环形分布。而且，分液器120与集液器130的形状均为环形。

参见图8和图9，可选地，分液器120在加工过程中可以分块设计。即分液器具有多个子分液块1211，多个子分液块1211顺次连接形成上述的分液器120。本发明中，多个子分液块1211顺次连接形成环形的封闭结构。分液器120采用上述的多个子分液块1211连接成型，可以降低加工难度，保证加工精度。而且，任意相邻的两个子分液块1211之间通过连接管路连通，其中一处或多处相邻的子分液块1211与分液主管123连通，这样可以便于冷却液的流动。同时，分液器120由多个子分液块1211拼接成型，还便于加工和运输，以及由于重量轻也便于安装，更重要的是可以根据测试迭代，自由控制分液主管123的数量，获取最佳散热效果。每个子分液块1211均具有上述的多个分液腔室。

本实施例中，子分液块1211的数量为四个，四个子分液块1211围设成环形结构。并且，四个子分液块1211的三个的相邻区域分别通过连接管路连接，另一相邻区域连接分液主管123。从分液主管123进入的冷却液可以通过连通管路在各个子分液块1211中流通。可以理解的，由于首级的分液腔室和连通区域设置的较窄，液体可以迅速流通到整个环形区域，实现冷却液的均匀流通。

可选的，分液器120与集液器130分别设置于多个探测器模块200。可以理解的，分液器120与集液器130可以分别套设于多个探测器模块200的外侧。此时，分液器120与集液器130可以间隔设置，也可以紧邻设置。当然，在本发明的其他实施方式中，集液器130与分液器120也可以层层套设，并套设于多个探测器模块200的外侧。此时，可以集液器130套设于分液器120，也可以分液器120套设于集液器130。

分液器120与集液器130沿环形的轴向方向设置。可以理解的，分液器120与集液器130可以同时位于环形的轴向一端，也可以位于环形的中部区域，还可以位于环形的两端。示例性地，各个探测器模块200的轴向一端与分液器120连接，各个探测器模块200的轴向另一端与集液器130连接，用于支撑探测器模块200。选择性地，各个探测器模块200与分液器120的环形内壁或外壁连接，还与集液器130的环形内壁或外壁连接。

可选的，探测器冷却装置100还包括支撑环，支撑环的内壁用于安装各个探测器模块200，分液器120与集液器130与支撑环的外壁连接，以支撑探测器模块200。

分液器120用于输送低温的冷却液。分液器120的分液主管123与外界冷源连接，外界冷源可以生产冷却液，并通过分液主管123进入各个分液腔室中。各个分液腔室逐级连通，也就是说，各个分液腔室依次连通，冷却液从首级的分液腔室逐渐流动至末级的分液腔室中。而且，外界冷源中的冷却液通过分液主管123进入首级的分液腔室后，再顺次进入中级的分液腔室中，最后流动至末级分液腔室1213中，并由末级分液腔室1213将其内的冷却液分别输送至各个分液支管122中。

比如说，分液腔室的数量为五个，分别为依次连通的第一级分液腔室、第二级分液腔室、第三级分液腔室、第四级分液腔室以及第五级分液腔室。第一级分液腔室与分液主管123连通，第五级分液腔室与多个分液支管122连通。外界冷源中的冷却液经分液主管123进入第一级分液腔室中，然后第一级分液腔室中的冷却液再进入第二级分液腔室中，第二级分液腔室中的冷却液再进入第三级分液腔室中，第三级分液腔室中的冷却液再进入第四级分液腔室中，第四级分液腔室中的冷却液再进入第五级分液腔室中，最后，第五级分液腔室中的冷却液再分别流入各个分液支管122中。

可以理解的，分液腔室可以起到蓄存的作用。也就是说，分液主管中的冷却液不会通过首级的分液腔室直接进入各个分液支管122。这样，冷却液从首级的分液腔室向末级的分液腔室逐级流动的过程中，可以保证末级的分液腔室中的冷却液量均匀，进而能够均匀的流动至各个分液支管122中，以保证分液支管122中的冷却液流量均匀。

分液支管122的数量与冷却管路以及探测器模块200一一对应。这样，分液支管122输送的冷却液可以通过每一冷却管路对相应的探测器模块200进行冷却，以降低各个探测器模块200的温度。这样，通过每一冷却管路对每一探测器模块200进行冷却降温，可以保证探测器模块200的降温效果。

而且，分液器120的分液腔室可以使各个分液支管122中的冷却液流量大致相同，使得探测器冷却装置100环向方向的流量均匀分布，消除周向上的流量梯度，进而消除周向方向上多个探测器模块200的温度梯度，使得探测器冷却装置100整体温度均衡，以保证探测器冷却装置100响应一致稳定，进而提高图像成像质量，方便医生诊断。

可选地，分液器120的分液主管123的数量为至少一个。示例性地，本实施例中，分液主管123的数量为一个。当然，在本发明的其他实施方式中，分液主管123的数量还可为两个、三个、四个甚至更多。而且，冷却管路可以穿过探测器模块200，这样可以保证探测器模块200的冷却效果。进一步地，冷却管路也可呈弯折方式设置于探测器模块200内。这样可以增加冷却管路与探测器模块200的接触面积，保证探测器模块200的降温效果。

冷却管路冷却探测器模块200后的冷却液经集液支管131进入集液器130。集液器130的集液主管可以与外界冷源连接，将冷却后的冷却液即回流液输送至外界冷源中，通过外界冷源进行冷却生产出低温的冷却液，这样可以实现冷却液的循环利用。可选地，冷却液包括但不限于冷却水，还可以为其他能够起到冷却降温的冷却介质，如冷媒等。

集液支管131的数量与冷却管路以及探测器模块200一一对应。这样，刘静冷却管路的冷却液可以通过对应的集液支管131送出。

本发明的探测器冷却装置100通过分液器120逐级连通的多个分液腔室将低温冷却液均匀分配至各个分液支管122中，使得各个冷却管路中的冷却液流量均匀，进而保证探测器模块200内的冷却液流量环向均匀分布，消除周向的流量梯度，有效的解决目前探测器温度高影响图像成像质量的问题。这样，可以消除沿周向方向布置的多个探测器模块200的温度梯度，保证各个探测器模块200的温度均衡，进而保证探测器冷却装置100响应一致稳定，进而提高图像成像质量，方便医生诊断。

在一实施例中，分液主管123上具有分液开关，用于控制分液主管123中冷却液的通断。示例性地，分液开关为分液接头或者分液阀门等。分液开关打开后，冷却液可以经分液主管123进入分液器120的各分液腔室，分液开关关闭后，冷却液无法流动。集液主管上具有集液开关，用于控制集液主管中回流液的通断。示例性地，集液开关为集液接头或者集液阀门等。集液开关打开后，冷却液可以经集液主管流出集液器130，集液开关关闭后，冷却液无法流动。

在一实施例中，集液器130的结构与分液器120相同。也就是说，集液器130也具有多个逐级设置的集液腔室。这样便于分液器120与集液器130的物料管理，无需单独设置集液器130，节省成本，同时，装配时无需分辨分液器120与集液器130，便于装配。

当然，在本发明的其他实施方式中，集液器130的结构也可与分液器120的结构相异。示例性地，集液器130可以具有一个环形的集液腔室，通过环形的集液腔室收集集液支管131输送吸热后的冷却液。当然，在本发明的其他实施方式中，集液器130内的集液腔室还可以为其他与分液器130结构相异的结构。这样都可以实现冷却液的回收，同时还不会影响冷却管路中冷却液的流量。

本实施例中，集液器130的结构与分液器120的结构相同，以便于安装维护，在此不对集液器130的结构进行详细说明。而且，集液器130的原理与分液器120的原理实质相同，只是分液器120向冷却管路输送冷却液，集液器130回收冷却管路中的冷却液，在此不一一赘述。

在一实施例中，当上一级分液腔室中的冷却液量达到预定值，上一级分液通道中的冷却液进入下一级分液腔室。比如说，第二级分液腔室中的冷却液量达到预定值时，第二级分液腔室中的冷却液进入第三分液腔室，其余同理设置。

可以理解的，在冷却液进入首级的分液腔室的初始状态时，也即冷却液刚刚进入首级的分液腔室。此时，分液腔室中的冷却液量较少不足以满足各个分液支管122流量均匀的使用要求。因此，设置多个逐级连通的分液腔室。这样，首级的分液腔室中的冷却液不会直接进入各个分液支管122，冷却液在逐级流动的过程中，可以保证进入下一级分液腔室中的冷却液量均匀，进而保证末级的分液腔室中的冷却液量均匀。由于末级的分液腔室中的冷却液量充足，可以使冷却液均匀的进入各个分液支管122。示例性地，预定值为对应分液腔室容积的1/3～3/4。

参见图3至图7和图9，在一实施例中，多个分液腔室包括首级分液腔室1212以及末级分液腔室1213，末级分液腔室1213包括多个分液槽12131，首级分液腔室1212与多个分液槽12131相连通，多个分液槽12131还与多个分液支管相连通。也就是说，本实施例中的多个分液腔室为两级结构，即为上述的首级分液腔室1212与末级分液腔室1213。首级分液腔室1212与分液主管连通。末端分液腔室包括多个相互独立不连通的分液槽12131。外界冷源中的冷却液经分液主管进入首级分液腔室1212后，再由首级分液腔室1212分别输送至各个分液槽12131中。

可以理解的，首级分液腔室1212具有蓄存功能。当首级分液腔室1212中的冷却液量达到预定值后，首级分液腔室1212中的冷却液会进入各个分液槽12131中，可以保证进入各个分液槽12131中的冷却液量均匀。由于各个分液槽12131与分液支管122连通，这样可以保证进入分液支管122中的冷却液量均匀，以消除周向的流量梯度，进而消除沿周向方向布置的多个探测器模块200的温度梯度，保证各个探测器模块200的温度均衡。

在一实施例中，每一分液槽12131与一个分液支管122连通。这样，每一分液槽12131中的冷却液可以直接流动至对应的分液支管122中。由于各个分液槽12131中的冷却液量基本一致，可以保证各个分液支管122中的冷却液量也一致。这样可以消除周向的流量梯度，进而消除沿周向方向布置的多个探测器模块200的温度梯度，保证各个探测器模块200的温度均衡。

当然，在本发明的其他实施方式中，每一分液槽12131与至少两个分液支管122连通。也就是说，每一分液槽12131可以向至少两个分液支管122提供冷却液。这样也可以保证进入各个分液支管122中的冷却液量一致。

可以理解的，分液槽12131的形状原则上不受限制，其截面形状可以为圆形、方形或异型等。可选地，分液槽12131呈弧形或平板状。弧形或平板状的分液槽12131可以引导冷却液流动，保证分液槽12131中的冷却液量均匀。

在另一实施例中，多个分液腔室还包括至少一个中间级分液腔室，至少一个中间级分液腔室位于首级分液腔室与末级分液腔室之间，并连通首级分液腔室与末级分液腔室。也就是说，分液器120不局限于两个分液腔室，还可以为具有更多的分液腔室，如三个、四个、五个甚至更多。此时，可以根据探测器冷却装置100实际的冷却液量以及压力选择合适的分液腔室的个数，在保证冷却液流量均匀的同时，保证冷却液的流速，以保证冷却效果。

在一实施例中，分液器120还包括分隔板，相邻的分液腔室之间通过分隔板分隔，且分隔板上具有连通区域，相邻的分液腔室通过连通区域连通。可以理解的，各个分液腔室相互独立设置，只能通过连通区域流动，这样可以保证下一级分液腔室中冷却液量均匀。

可选地，相邻的分液腔室之间通过多个连通区域连通。这样，可以保证上一级分液腔室中的冷却液均匀进入下一级分液腔室中。比如说，当多个分液腔室为两级时，首级分液腔室1212中的冷却液可以均匀的流动至末级分液腔室1213的各个分液槽12131中。当分液腔室为三级甚至更多级时，首级分液腔室1212中的冷却液均匀流动至其中一个中间级分液腔室，甚至再均匀流动至其他中间级分液腔室，最后流动至末级分液腔室1213的各个分液槽12131中。这样，可以保证各个分液支管122中的冷却液流量均匀。

在一实施例中，探测器冷却装置100还包括多个温度传感器，多个温度传感器分别设置于多个冷却管路，用于检测各冷却管路中冷却液的温度，或者，多个温度传感器设置于集液器130，用于检测流经冷却管路的冷却液的温度。这样，通过温度传感器可以检测冷却管路或集液器130中冷却液的温度，这样可以直观获得探测器模块200当前的温度。

可选地，多个温度传感器还与成像设备电连接。温度传感器可以实时检测冷却管路中冷却液的温度，并反馈给成像设备的控制装置，通过控制装置调节各个分液支管122中冷却液的流量，比如增加或减少冷却液的流量。可以理解的，通过分液开关实现冷却液流量的调节，进而实现冷却管路中冷却液温度的调节。而且，控制装置还能根据温度传感器检测的温度调节外界冷源向分液器120的分液主管123输入的冷却液的流量、流速或温度，实现冷却管路中冷却液温度的调节。

可以理解的，若冷却管路中冷却液的流量过高或过低还会反馈给控制装置，以提示探测器冷却装置100存在故障，实现快速诊断。并且，再对探测器冷却装置100进行冷却模拟实验时，通过温度传感器可以实时检测冷却管路中冷却液的温度，以确定多少分级腔室的数量以及分隔板的宽度，以达到好的流量均匀效果。

在一实施例中，分液器120具有多个分液出口，分液出口用于安装分液支管122。分液出口的数量等于分液支管122的数量，每一分液支管122安装于一个分液出口中。可选的，分液出口中安装分液接头，通过分液接头安装分液支管122，以避免冷却液泄漏。分液出口位于分液槽12131的侧面，并与分液槽12131连通。

在一实施例中，分液支管122与冷却管路的连接处和冷却管路与集液支管131的连接处同侧设置。也就是说，在探测器模块200的同一侧实现冷却管路的进液与出液。这样，可便于对冷却管路连接处的维护。当然，在本发明的其他实施方式中，分液支管122与冷却管路的连接处和冷却管路与集液支管131的连接处异侧设置。

在一实施例中，分液支管122与冷却管路之间以及冷却管路与集液支管131之间柔性管路连接。柔性管路可以弯折设置，便于分液支管122与冷却管路之间的连接，便于冷却管路与集液主管的连接，避免管路弯折受损。当然，本发明的其他管路弯折处也可采用柔性管路。

由于进入各冷却管路中的冷却液流量不同会导致各个探测器模块200的冷却温度存在差异，进而存在周向方向的温度梯度。因此，本发明的探测器冷却装置100通过逐级连通的多个分液腔室实现各个冷却管路中的冷却液量均匀分布，以消除轴向方向上的温度梯度，保证各个探测器模块200的温度均衡，进而保证探测器冷却装置100响应一致稳定，进而提高图像成像质量。

本发明一实施例还提供一种成像设备，包括扫描架、探测器模块200球管以及上述实施例中的探测器冷却装置100。探测器冷却装置100安装于多个探测器模块200，并安装于扫描架。其中，球管用于发射x射线，探测器模块200用于接收x射线。该球管和探测器模块200用于对位于扫描区域的患者进行成像。本发明的ct设备采用上述的探测器冷却装置100后，能够保证响应的稳定性，进而保证图像成像质量，方便医生诊断。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书的记载范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。