闪烁材料制造技术

本发明专利技术提供主晶格改性的ＧＯＳ闪烁材料和主晶格改性的ＧＯＳ闪烁材料的使用方法。所述的主晶格改性的ＧＯＳ闪烁材料具有比常规的ＧＯＳ闪烁材料更短的余辉。此外，本发明专利技术还提供包括主晶格改性的ＧＯＳ闪烁材料的辐射检测器和成像装置。可将滤光片与所述ＧＯＳ闪烁材料联合使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及成像技术，并且更特别地涉及闪烁材料和与闪烁材料一起使用的滤光 片。本专利技术可以特别地与基于X射线的成像系统，特别是计算机断层(CT)成像系统一起使 用，并将对此进行特别描述。然而，本专利技术还可与其它的成像系统，如单光子发射计算机断 层(SPECT)或正电子发射断层(PET)成像系统联用。
技术介绍
计算机断层(CT)成像系统典型地采用χ射线源，其产生穿越测试区域的χ射线。 位于测试区域的受试者与穿越的X射线相互作用并吸收部分穿越的X射线。与X射线源相 对地放置辐射检测器以检测和测定透射过的X射线的强度。辐射检测器典型地包括多个像 素(pixel)，各像素包括一个或多个与光检测器光学连接的闪烁材料块(block)。闪烁材料 产生响应于χ射线的光猝发(bursts of light)，其亦被称为“闪烁事件”(scintillation events) 0所述的光检测器，如光电二极管或光电倍增管产生表示闪烁事件的强度的电信 号。闪烁材料的性能取决于材料的很多性质，包括如停止能量(stoppingpower)、亮度 和余辉。特别对于余辉，闪烁体的余辉是受激发光在主发光之外的持续。余辉可产生自闪 烁材料的缺陷、或杂质、或其它原因。通常而言，期待减小闪烁体的余辉。也就是说，时间较 短的余辉优于时间较长的余辉。相似地，具有较短波长范围的余辉优于具有较宽波长范围 的余辉。较短的余辉是有利的，因为它增加了在给定的时间段内可检测的闪烁事件的次数， 并且还提高了检测器的时间分辨率。如上所述，不理想的闪烁体余辉可产生自闪烁体材料中存在的杂质。制造合适的 闪烁体以商用于辐射检测器中是复杂且昂贵的工艺。该工艺开始于收集或合成必要的原材 料。典型地将原材料加工以去除杂质。不利地是，以商业可行或经济可行的方式难以去除 一些杂质。在收集原材料并纯化至适用的程度后，将它们组合以形成闪烁体。通常通过将 原材料一起熔融于材料熔体池中，然后结晶而形成结晶闪烁体。通常通过压缩技术和高温 热处理，但不是将闪烁体材料熔融，而形成陶瓷闪烁体。闪烁体还可以是复合材料，其包含 分散在主介质如树脂中的闪烁粉末的混合物，其中闪烁粉末和主介质具有相似的折射率。常规地已将硫氧化钆(Gd2O2S)(以下将其称为“G0S” )用作CT系统中检测χ射线 的闪烁材料。对于许多其它的闪烁材料，GOS具有较高的光输出量和较短的响应χ射线的 余辉。但是，GOS中可能通常存在Yb3+杂质，其可导致以下将进一步讨论的不期待余辉。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供主晶格改性的GOS闪烁材料。根据本专利技术的另一方 面，提供使用主晶格改性的GOS闪烁材料的方法。在本专利技术的又一方面中，提供包括主晶格 改性的GOS闪烁材料的辐射检测器和成像装置。在此所述的主晶格改性的GOS闪烁材料具 有比常规的GOS闪烁材料更短的余辉，但仍然提供相对较高的光输出量。在阅读以下优选实施方案的详细说明时，本领域常规技术人员将清楚本专利技术的许多其它的优点和益处。根据本专利技术的另一方面，提供滤光片以减小或基本消除由闪烁体产生的不期待的 部分光。该滤光片可被用以减小来自所述闪烁体的余辉影响，例如存在于常规GOS闪烁材 料或主晶格改性的GOS闪烁材料的Yb3+造成余辉。本专利技术可采用多种化学组成、多个部件和部件排列的形式、以及多种加工操作和 加工操作排列的形式。附图仅用于说明优选实施方案，并且不应理解为限制本专利技术。附图说明图1是示例性的CT成像系统，其中截去部分固定台架以显示旋转台架、χ射线源 和辐射检测器；图2是部分闪烁材料和图1中CT成像系统的一个光检测器的近视图；图3是两个GOS样品的部分发射光谱的对比图，其中一个样品包含Yb杂质而另一 样品不含Yb杂质；和图4是部分闪烁材料、CT成像系统的一个光检测器和任选存在的滤光片的近视图。具体实施例方式本专利技术的医疗成像系统和设备通常是任何医疗成像系统，如CT、SPECT或PET成 像系统。更具体地，参照图1，在一个示例性的实施方案中，医疗成像系统100是CT成像系 统。CT成像系统100包括受试者支架110，如台子或躺椅，其为被检测和/或被成像的受试 者，如患者提供支撑和定位。CT成像系统100包括固定台架120，其内部配有旋转台架130。 扫描管140贯穿固定台架120。扫描管140确定测试区域。受试者支架110沿相对于扫描 管140的Z轴可直线移动，由此使得受试者支架110和当其上放置成像受试者时的成像受 试者可移入和移出扫描管140。旋转台架130适于绕扫描管140 (即绕Z轴)和其上所固定的成像受试者旋转。在 旋转台架130上安装一个或多个配有准直仪160的χ射线源150以产生导向扫描管140和 其上所固定的成像受试者的χ射线。在旋转台架130上还安装一个或多个辐射检测器单元170。典型地，χ射线源150 和辐射检测器单元170安装在旋转台架130的相对两侧，并且旋转台架130旋转以达到成 像受试者投影图的角度范围。辐射检测器单元170包括闪烁材料180。闪烁材料180可以 是如陶瓷闪烁材料。在一些实施方案中，闪烁材料180是半透明的陶瓷闪烁材料。在一些 实施方案中，闪烁材料180可由排列在一起的单个晶体的阵列构成或通过光蚀刻或一些其 它技术从常规闪烁体板切割构成。CT成像系统100可包括栅格182，如抗散射栅格，其排列于闪烁材料180的辐射接 收面上。在闪烁材料180的栅格182的另一侧提供光检测器192的阵列190，如光电二极管 或光电倍增管。各个光检测器192独立地响应于闪烁材料180的相应部分184中发生的闪 烁事件。计算机(未显示)控制CT成像系统100的运行，其包括受试者支架110和旋转台 架130的运行。使用常规方法将通过检测器单元170所得的数据重建以形成可任选地在计算机上显示的图像。在此参照图2，其显示了部分闪烁材料180和一个光电检测器192的近视图。闪烁 材料180可以是主晶格改性的GOS材料。相对于常规GOS材料，所述主晶格改性缩短了余辉 的持续时间。本专利技术的GOS材料还用掺杂剂进行掺杂。一些可使用的具体的、非限制性的 掺杂剂的实例是铈(Ce)和镨(Pr)。本专利技术的GOS材料的一些示例性实施方案可兼用铈和 镨进行掺杂。例如，所述的GOS材料可用浓度为lOO-lOOOmol ppm的Pr3+和浓度为0-50mol ppm的Ce3+进行掺杂。但是，还可使用其它合适的掺杂剂。以与常规的GOS材料相同的方式制备和使用所述主晶格改性的GOS材料。使用与 常规GOS制备中相同的设备可进行薄片、块和阵列的制备。在本专利技术的GOS材料的多个实施方案中，通过将部分钆由钇、镧和/或镥、或它们 的组合物替代而对所述的GOS主晶格进行改性。例如25 %、50 %、75 %或一些其它百分比的 钆可被钇、镧和/或镥、或它们的组合物替代。下表1给出了用镨和铈掺杂的主晶格改性的 GOS样品的余辉测试结果。表1中所给出的各个不同的改性GOS样品被约700mol ppm的 Pr3+和约IOmol ppm的Ce3+掺杂。为了进行比较，对两个没有经过任何主晶格改性，但相似 地进行掺杂的常规GOS样品施用同样的测试。表1光电二极管光电倍增管组合物5 ms500 m本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．闪烁材料，其包含：与成像装置一起使用的改性ＧＯＳ材料（１８０），其中所述ＧＯＳ材料（１８０）的部分钆（Ｇｄ）被至少一种选自钇（Ｙ）、镧（Ｌａ）或镥（Ｌｕ）的元素替代。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·龙达，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL