[發明專利]防X射線散色濾線柵的制造方法及其濾線柵

在審

• 申請號: 202110836166.7
• 申請日: 2021-07-23
• 公開（公告）號: CN113636751A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 馬西響;石攀;王梓舟;朱洪梅;李玉山;黃康勝
• 申請（專利權）人: 中建材光芯科技有限公司
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03B37/027;C03C25/68;G21K1/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 崔振旺

本發明公開一種防X射線散色濾線柵的制造方法及其濾線柵，本發明涉及防散射濾線柵領域，所使用的皮料為鉛玻璃管，芯料為鉆孔得到的酸溶性玻璃管。該方法采用復合中空微孔陣列塊通過酸蝕工藝制造濾線柵。其制造工藝為：在光纖拉制機上，拉制空心復合玻璃單絲、拉制一次復絲，排版、真空熔合為復合中空單元坯料，再進行切片、磨拋、精雕等冷加工處理，然后通過酸蝕工藝洗掉酸溶性玻璃層，最終制作出內部結構排列規整的空心陣列濾線柵。本發明所制得的濾線柵內部結構排列規整、微孔陣列通道一致性高，酸蝕速率快、酸蝕工藝簡單，制作成本低。

技術領域

本發明涉及防散射濾線柵領域，尤其涉及一種防X射線散色濾線柵的制造方法及其濾線柵。

背景技術

在X-射線成像中廣泛使用防散射濾線柵(grid)來增強圖像質量。從點源發射的X-射線穿過患者或物體，然后在合適的X-射線檢測器中加以檢測。X-射線成像通過按照X-射線檢測器上的位置檢測X-射線的強度而工作。具有較小強度的較暗區域對應于物體中的較高密度或厚度區域，而具有較大強度的較亮區域則對應于物體中的較低密度或厚度區域。這種方法依賴于直接穿過物體或被完全吸收的X-射線。但是，X-射線也可能在患者或物體中經歷散射過程，主要是康普頓散射。這些X-射線生成圖像噪聲，并且因而降低圖像的質量。

為了減少這些散射X-射線的影響，采用防散射濾線柵。傳統的防散射濾線柵一般采用鉛條和鋁條交叉疊在一起制作而成，或者在碳釬維基板上切割凹槽再進行灌鉛后封裝而成。

防散射濾線柵性能的主要度量之一是定量改善因子( Q I F ，quantumimprovementfactor)，其中QIF＝/Tt。Tp為濾線柵的一次輻射透過率，Tt是總輻射透過率。當QIF≥1時，表示濾線柵能夠改善圖像質量，而QIF＜1時，表示濾線柵實際上對圖像質量有損害。因此，需要不斷改進X射線濾線柵的設計和制造方法來提高成像對比度和診斷效果。

方案1.專利文件(公開號:CN 111977966A)公開了一種二維濾線柵及其制造方法，該方案公開了濾線柵的兩種制造方法，一種是使用含鉛的玻璃管預制棒通過拉絲塔將預制棒拉制成光纖，按照預設模板排布光纖，形成光纖復絲，熱壓熔合等方式制備濾線柵。另一種是使用鉛玻璃管和實心酸溶玻璃組合成的復合預制棒，通過拉絲塔將復合預制棒拉制成實心酸溶雙層光纖，按照預設模板排布光纖，形成光纖復絲，熱壓熔合，切割，酸蝕等方式制備濾線柵。

方案2.專利文件(公開號:CN112378933A)公開了一種三維聚焦玻璃基防散射濾線柵及其制造方法，該方案用高鉛當量玻璃管套在非鉛玻璃管上并在光纖拉絲機上拉制復合鉛玻璃單絲，再將復合鉛玻璃單絲進行規制矩陣排列、拉制一次復絲，排板、真空熔合為空芯陣列，再用可溶性填充材料填充微米級纖維通道，進行切片、研磨、拋光等冷加工處理，然后用高頻超聲清洗機清洗掉可溶性填充材料等方式制備濾線柵。

然而現有技術存在著較多的不足，方案1中使用鉛玻璃管制造濾線柵工藝難度大，采用這種方法制造的濾線柵的孔徑通常過大，壁厚較大，通道內壁不光滑，且熱壓熔合過程中容易使中空通道陣列發生變形坍塌，結構強度差，嚴重降低了濾線柵的工作性能；此外，采用鉛玻璃管與實心酸溶玻璃進行光纖塊制備，通過酸蝕制造濾線柵，采用這種方法制造得到的濾線柵的酸蝕速率通常很慢、酸蝕一致性較差，并且需要通過勤換酸液來保證濾線柵酸蝕過程中的穩定、均一性，這種方法酸蝕工藝繁瑣，制造成本高，產品合格率低，不利于大規模量產和應用。

方案2中以非鉛玻璃管作為支撐加固材料，以解決采用鉛玻璃管制造濾線柵中空塊的結構強度偏低和微孔陣列畸變的缺陷問題，但是采用這種方法制造的濾線柵主要問題是，由于多了支撐加固材料，濾線柵微孔單元的開口比也隨之變小，降低圖像質量，極大影響了濾線柵的光學效果以及防X射線散色的能力。

發明內容

本發明提供一種防X射線散色濾線柵的制造方法及其濾線柵，解決單一空心鉛玻璃管在拉制熔壓過程中內部陣列結構容易發生畸變、復合實心微孔陣列單元塊酸蝕工藝復雜、酸蝕速率過慢以及使用非鉛玻璃管作為支撐加固材料帶來的濾線柵微孔單元開口比小的問題。