辐射感测热塑性复合面板制造技术

一种透明闪烁体面板，其包括挤压闪烁层，所述挤压闪烁层含有热塑性聚烯烃和闪烁体材料，其中所述透明闪烁体面板具有比溶剂涂覆型DRZ+屏幕的iH50大至少5％的固有MTF。还公开了一种闪烁检测系统，其包括透明闪烁体面板，所述透明闪烁体面板包括挤压闪烁层，所述挤压闪烁层含有热塑性烯烃和闪烁体材料；和至少一个光电检测器，所述光电检测器耦连到所述透明闪烁体面板上，其中至少一个光电检测器被配置来检测从所述透明闪烁体面板生成的光子。进一步公开了一种制造透明闪烁体面板的方法，所述方法包括提供含有至少一种热塑性聚烯烃和一种闪烁体材料的热塑性颗粒；以及熔融挤压所述热塑性颗粒来形成挤压闪烁层。

【技术实现步骤摘要】
辐射感测热塑性复合面板专利
本专利技术总体地涉及闪烁材料领域，并且具体来说，涉及挤压闪烁材料，包括热塑性聚烯烃和闪烁体材料。更具体来说，本专利技术涉及包括含有热塑性聚烯烃和闪烁体材料的挤压闪烁层的透明闪烁体面板，以及用于制造所述透明闪烁体面板的方法。专利技术背景闪烁体是将高能辐射(如X射线和伽玛射线)转化为可见光的材料。闪烁体被广泛应用于检测和非侵入性成像技术中，如用于医疗和筛选应用的成像系统。在这类系统中，高能光子(例如，来自射线源的X射线)通常穿过接受成像的人体或物体，并且在成像容积的另一侧，撞击与光检测设备相关联的闪烁体。所述闪烁体通常响应于高能光子碰撞生成光学光子。然后所述光学光子可以由光检测设备进行测量和量化，从而提供入射到光检测器(通常是光电检测器)上的高能辐射的量和位置的替代度量。例如，闪烁体面板通常用于计算机断层扫描(CT)成像系统。在CT系统中，X射线源朝向能够进行成像的对象或物体(如患者或一件行李)射出扇形波束。来自X射线的高能光子在由所述对象或物体衰减后与闪烁体面板碰撞。所述闪烁体面板将所述X射线转换为光能(“光学光子”)并且所述闪烁体面板照亮，从而使由光电检测器(通常是光电二极管)所捕获的光学光子放电，所述光电检测器响应于放电后的光学光子生成相应的电信号。然后光电二极管输出被传送到数据处理系统用于图像重建。基于所述光电二极管输出信号所重建的图像提供了类似于可通过常规照相胶片技术得到的对象或物体的投影。分辨率是任何成像系统或装置的关键标准，尤其是在CT系统等中。在CT和其它类似成像系统的情况下，许多因素可以决定分辨率；但是，本申请重点在于闪烁面板及其对分辨率的影响。当使用连续、均匀的闪烁层时，已知的是，闪烁光的横向传播降低了图像分辨率。例如，当响应于X射线暴露生成光学光子时，由于闪烁面板的光学性质，这些光学光子可以在所述面板中传播或分散，并可以由耦连到所述闪烁面板上的多于一个光检测器所检测到。由多于一个光检测器进行的检测通常导致图像分辨率降低。已开发出若干方法(包括减小所述闪烁层的厚度)来帮助抵消光学光子扩散。这减少了所述光学光子在闪烁层中可能穿行的距离。然而，由于存在更少的闪烁材料用于源辐射光子进行激发，因此闪烁层越薄，转换效率越低。因此，对于给定应用来说，最佳闪烁层厚度反映了成像速度与所需的图像清晰度之间的平衡。本领域中已知的另一种方法是采用掺铊碘化铯(CsI:Tl)闪烁层。掺铊碘化铯闪烁面板有可能为射线照相应用提供出色的空间分辨率，因为基于CsI的面板能够表现出高X射线吸收率和高转换效率。然而，由于基于CsI的材料的机械和环境脆弱性，在实际应用中这可能很难实现。例如，CsI是高度水溶性和高度吸湿性的。用CsI:Tl制成的任何闪烁面板必须保持在密封、低湿度的环境中，以避免吸引可能负面地影响发光的水。CsI:Tl结构在机械上也是脆弱的，从而在制造期间和之后需要专门的处理程序，如完全封闭在耐冲击容器中。结果是，在已经成功实现了掺铊碘化铯闪烁面板的图像质量益处的应用中，生产(和最终产品)成本是相当高的。一种使用掺铊碘化铯的替代方法用来提高闪烁体面板中的闪烁层的透明度。通常理解的是，完全透明的闪烁面板将提供最高的空间分辨率。然而，虽然最为透明的闪烁体将是单晶，但尚未将单晶闪烁体面板构建成具有对于射线照相应用实际有用的尺寸和足够的X射线吸光率。提高透明度的另一种选择是在具有与闪烁体的折射率完全相同或非常相似的折射率的聚合物基体中分散微粒闪烁体；但是，这种方法要求在所述聚合物基体中高度加载闪烁体颗粒，这到目前为止尚未成功实现具有实际有用的尺寸和足够高的闪烁体微粒加载。虽然现有技术在其特定应用中可能已经取得了一定程度的成功，但仍有必要以成本友好的方式提供不仅具有接近基于CsI的闪烁体面板的图像质量的图像质量，而且具有优异的机械和环境稳健性的透明闪烁体面板。专利技术概述在一方面中，本专利技术提供了一种透明闪烁体面板，其包括挤压闪烁层，所述挤压闪烁层含有热塑性聚烯烃和闪烁体材料，其中所述透明闪烁体面板具有比溶剂涂覆型DRZ+屏幕的iH50大至少5％的固有MTF。在另一方面中，还公开了一种闪烁检测系统，其包括透明闪烁体面板，所述透明闪烁体面板包括挤压闪烁层，所述挤压闪烁层含有热塑性烯烃和闪烁体材料；和至少一个光电检测器，其耦连到所述透明闪烁体面板上，其中至少一个光电检测器被配置来检测从所述透明闪烁体面板生成的光子。在又一方面中，公开了一种制造透明闪烁体面板的方法，所述方法包括提供含有至少一种热塑性聚烯烃和一种闪烁体材料的热塑性颗粒；以及熔融挤压所述热塑性颗粒来形成挤压闪烁层。这些目标仅仅通过说明性实施例给出，且所述目标可例示本专利技术的一个或多个实施方案。本专利技术所固有实现的其它理想目标和优势可能存在或对本领域技术人员显而易见。本专利技术由所附权利要求书所限定。附图简述自下文如附图中所述的对本专利技术的实施方案的更为具体的描述，将明白本专利技术的前述和其它目标、特征以及优势。附图的元件相对于彼此不一定成比例。图1A至图1C示出根据本公开的各种实施方案的闪烁体面板的示例性部分。图2比较了根据本公开的各种实施方案的闪烁体面板与本领域中的比较性闪烁体面板的MTF性能。图3比较了根据本公开的各种实施方案的闪烁体面板与本领域中的闪烁体面板的固有MTF性能。专利技术详述下文是参照附图对本专利技术的优选实施方案做出的详细描述，其中在若干图中的每一图中相同的元件符号表示相同的结构元件。本文的示例性实施方案提供了包括用热塑性聚烯烃和闪烁体材料制成的挤压闪烁层的透明闪烁体面板及其制备方法。在实施方案中，所述透明闪烁体面板具有比溶剂涂覆型DRZ+屏幕的iH50大至少5％的固有MTF。图1A至图1C示出根据本公开的各种实施方案的示例性透明闪烁体面板100的部分。如本文所用，除非另外说明，否则“闪烁体面板”应理解为具有其在本领域中的普通含义，并且是指可以在暴露于X辐射后立即生成可见光的面板或屏幕(也被称为“即刻放射面板”或“增感屏”)。因此，“面板”与“屏幕”在本文中可互换使用。本领域的普通技术人员将很容易明白，图1A至图1C中所示出的闪烁体面板100表示广义的示意性图示并且可以添加其它部件或者可以去除或修改现有部件。本文所公开的闪烁体面板可以采取任何方便的形式，只要其满足用于计算机或数字射线照相术中的所有通常要求。如图1A中所示，闪烁体面板100可以包括支承件110和布置在支承件110上方的挤压闪烁层120。任何适合在闪烁体面板中使用的柔性或刚性材料都可以用作支承件110，如玻璃、塑料膜、陶瓷、聚合材料、碳基板等。在某些实施方案中，支承件110可以由陶瓷(例如，Al2O3)或金属(例如，Al)或聚合物(例如，PET)材料制成。同样如图1A中所示，在一方面中，支承件110可以与闪烁层120共挤压。替代地，如果需要的话，在所述闪烁体面板中可以将支承件省略。如图1B和1C中所示，所述闪烁体面板可以包括闪烁层120和/或不透明层150而不具有支承件。在一方面中，可以将不透明层150挤压(例如熔融挤压)在支承件110上来免除环境光到达所述闪烁层。例如，在一个实施方案中，不透明层150可以包括黑色染料或炭黑以及合适的粘合剂，如聚乙烯(例如，LDPE)。如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明闪烁体面板，其包括：熔融混配和熔融挤压的挤压闪烁层，其含有非闪烁热塑性聚烯烃和和平均粒径大于或等于1微米的闪烁体材料，其中所述透明闪烁体面板具有比溶剂涂覆型无图案屏幕的iH50大至少5％的固有MTF。

【技术特征摘要】
2011.06.28 US 13/1706221.一种透明闪烁体面板，其包括：熔融混配和熔融挤压的挤压闪烁层，其含有非闪烁热塑性聚烯烃和和平均粒径大于或等于1微米的闪烁体材料，其中所述透明闪烁体面板具有比溶剂涂覆型无图案屏幕的iH50大至少5％的固有MTF。2.如权利要求1所述的透明闪烁体面板，其中所述透明闪烁体面板具有比溶剂涂覆型无图案屏幕的iH50大约50％至约95％的固有MTF。3.如权利要求1所述的透明闪烁体面板，其中所述热塑性烯烃包括低密度聚乙烯，其中所述闪烁体材料包括至少一种磷光体，所述磷光体选自由以下组成的组：Y2SiO5:Ce；Y2Si2O7:Ce；LuAlO3:Ce；Lu2SiO5:Ce；Gd2SiO5:Ce；YAlO3:Ce；ZnO:Ga；CdWO4；LuPO4:Ce；PbWO4；Bi4Ge3O12；CaWO4；Gd2O2S:Tb，Gd2O2S:Pr；RE3Al5O12:Ce及其组合，其中RE是至少一种稀土金属，其中相对于所述挤压闪烁层的体积，所述闪烁体材料以范围从约50体积％至约99体积％的量存在于所述挤压闪烁层中。4.如权利要求1所述的透明闪烁体面板，其进一步包括含有炭黑的挤压不透明层，其中所述挤压闪烁层包括范围从约25μm至约1000μm的厚度。5.如权利要求1所述的透明闪烁体面板，其进一步包括闪烁检测系统，所述闪烁检测系统包括：至少一个光电检测器，其耦连到所述透明闪烁体面板上，其中所述至少一个光电检测器被配置来检测从所述透明闪烁体面板生成的光子。6.如权利要求9所述的闪烁检测系统，其中所述挤压闪烁层包括范围从约25μm至约1000μm的厚度，其中所述至少一个光电检测器包括光电倍增管、光电二极管、光电晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：S贾甘纳桑，CYJ杨，MS珀杜姆，KL比肖普，
申请(专利权)人：锐珂牙科技术顶阔有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB