[发明专利]防X射线散色滤线栅的制造方法及其滤线栅

说明书

本发明公开一种防X射线散色滤线栅的制造方法及其滤线栅，本发明涉及防散射滤线栅领域，所使用的皮料为铅玻璃管，芯料为钻孔得到的酸溶性玻璃管。该方法采用复合中空微孔阵列块通过酸蚀工艺制造滤线栅。其制造工艺为：在光纤拉制机上，拉制空心复合玻璃单丝、拉制一次复丝，排版、真空熔合为复合中空单元坯料，再进行切片、磨抛、精雕等冷加工处理，然后通过酸蚀工艺洗掉酸溶性玻璃层，最终制作出内部结构排列规整的空心阵列滤线栅。本发明所制得的滤线栅内部结构排列规整、微孔阵列通道一致性高，酸蚀速率快、酸蚀工艺简单，制作成本低。

技术领域

本发明涉及防散射滤线栅领域，尤其涉及一种防X射线散色滤线栅的制造方法及其滤线栅。

背景技术

在X-射线成像中广泛使用防散射滤线栅(grid)来增强图像质量。从点源发射的X-射线穿过患者或物体，然后在合适的X-射线检测器中加以检测。X-射线成像通过按照X-射线检测器上的位置检测X-射线的强度而工作。具有较小强度的较暗区域对应于物体中的较高密度或厚度区域，而具有较大强度的较亮区域则对应于物体中的较低密度或厚度区域。这种方法依赖于直接穿过物体或被完全吸收的X-射线。但是，X-射线也可能在患者或物体中经历散射过程，主要是康普顿散射。这些X-射线生成图像噪声，并且因而降低图像的质量。

为了减少这些散射X-射线的影响，采用防散射滤线栅。传统的防散射滤线栅一般采用铅条和铝条交叉叠在一起制作而成，或者在碳钎维基板上切割凹槽再进行灌铅后封装而成。

防散射滤线栅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为滤线栅的一次辐射透过率，Tt是总辐射透过率。当QIF≥1时，表示滤线栅能够改善图像质量，而QIF＜1时，表示滤线栅实际上对图像质量有损害。因此，需要不断改进X射线滤线栅的设计和制造方法来提高成像对比度和诊断效果。

方案1.专利文件(公开号:CN 111977966A)公开了一种二维滤线栅及其制造方法，该方案公开了滤线栅的两种制造方法，一种是使用含铅的玻璃管预制棒通过拉丝塔将预制棒拉制成光纤，按照预设模板排布光纤，形成光纤复丝，热压熔合等方式制备滤线栅。另一种是使用铅玻璃管和实心酸溶玻璃组合成的复合预制棒，通过拉丝塔将复合预制棒拉制成实心酸溶双层光纤，按照预设模板排布光纤，形成光纤复丝，热压熔合，切割，酸蚀等方式制备滤线栅。

方案2.专利文件(公开号:CN112378933A)公开了一种三维聚焦玻璃基防散射滤线栅及其制造方法，该方案用高铅当量玻璃管套在非铅玻璃管上并在光纤拉丝机上拉制复合铅玻璃单丝，再将复合铅玻璃单丝进行规制矩阵排列、拉制一次复丝，排板、真空熔合为空芯阵列，再用可溶性填充材料填充微米级纤维通道，进行切片、研磨、抛光等冷加工处理，然后用高频超声清洗机清洗掉可溶性填充材料等方式制备滤线栅。

然而现有技术存在着较多的不足，方案1中使用铅玻璃管制造滤线栅工艺难度大，采用这种方法制造的滤线栅的孔径通常过大，壁厚较大，通道内壁不光滑，且热压熔合过程中容易使中空通道阵列发生变形坍塌，结构强度差，严重降低了滤线栅的工作性能；此外，采用铅玻璃管与实心酸溶玻璃进行光纤块制备，通过酸蚀制造滤线栅，采用这种方法制造得到的滤线栅的酸蚀速率通常很慢、酸蚀一致性较差，并且需要通过勤换酸液来保证滤线栅酸蚀过程中的稳定、均一性，这种方法酸蚀工艺繁琐，制造成本高，产品合格率低，不利于大规模量产和应用。

方案2中以非铅玻璃管作为支撑加固材料，以解决采用铅玻璃管制造滤线栅中空块的结构强度偏低和微孔阵列畸变的缺陷问题，但是采用这种方法制造的滤线栅主要问题是，由于多了支撑加固材料，滤线栅微孔单元的开口比也随之变小，降低图像质量，极大影响了滤线栅的光学效果以及防X射线散色的能力。

发明内容

本发明提供一种防X射线散色滤线栅的制造方法及其滤线栅，解决单一空心铅玻璃管在拉制熔压过程中内部阵列结构容易发生畸变、复合实心微孔阵列单元块酸蚀工艺复杂、酸蚀速率过慢以及使用非铅玻璃管作为支撑加固材料带来的滤线栅微孔单元开口比小的问题。