專利名稱：用于pet－檢測器的閃爍層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于PET-檢測器的閃爍層、具有這種閃爍層的PET-檢測器和用于制造這種閃爍層的工序。
PET-檢測器需要閃爍層以將伽瑪量子轉(zhuǎn)換為可見光。然后通過其它的傳感器例如光電倍增器來檢測該可見光。閃爍層通常由以長方體形式并排設(shè)置在閃爍層中的多個(gè)閃爍元件構(gòu)成。而且，閃爍層通常是彎曲的。因此，如果以其向著閃爍層的彎曲中心取向的軸來組裝長方體形狀的閃爍元件的話，則在其徑向外側(cè)會出現(xiàn)錐形間隙。根據(jù)US6285 028 B1，獲知具有相互平行設(shè)置的長方體狀閃爍元件的彎曲閃爍層。通過以不同高度設(shè)置閃爍元件，可制造具有階梯狀外部表面和內(nèi)表面的彎曲閃爍層。例如來自閃爍層彎曲中心的伽瑪射線根據(jù)其在不同角度下的傳播方向通過閃爍元件。這能夠?qū)е略陂W爍層中的伽瑪射線轉(zhuǎn)換期間的和位置有關(guān)的假象。
基于該情況，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于改進(jìn)的檢測在閃爍層中伽瑪射線的手段。
通過根據(jù)權(quán)利要求1的閃爍層、通過根據(jù)權(quán)利要求4的PET-檢測器和通過根據(jù)權(quán)利要求6的工序解決該任務(wù)。優(yōu)選實(shí)施例受從屬權(quán)利要求的制約。
根據(jù)本發(fā)明的閃爍層尤其適合于用在PET-檢測器中。其包括彎曲的內(nèi)表面和/或彎曲的外表面。優(yōu)選地，內(nèi)表面和外表面是同心的，即相互平行地延展，并具有相同的曲率中心。而且，閃爍層由多個(gè)閃爍元件構(gòu)成，閃爍元件以其間最小間隙連接在一起，且向著閃爍層的彎曲中心取向(通過它們的體軸和/或它們的側(cè)面)。如果在閃爍元件之間存在大于零的間隙，則它們通常被閃爍層最優(yōu)功能所需要的材料填充。這種材料的一個(gè)重要實(shí)例是將光反射回閃爍元件中以避免串?dāng)_的反射箔。
由于閃爍元件的稠密地、幾乎無縫隙地(即，除了反射箔等需要的間隔之外沒有間隙)耦合，因此在閃爍層中傳播的伽瑪射線的平均路徑長度變成最大。因此，檢測伽瑪量子和光輸出的可能性也是最大的。而且，來自曲率中心的伽瑪射線與閃爍元件的體軸幾乎平行地在閃爍層的所有位置處與其傳播方向無關(guān)地延展。由此，伽瑪射線在閃爍層中各個(gè)位置處都受到均勻的幾何條件，從而不會出現(xiàn)如根據(jù)US 6285028B1的檢測器中的那些和位置有關(guān)的假象。
閃爍層尤其可以圓柱形地具有閃爍元件，該閃爍元件分別具有楔形或楔形的截錐體的形式。
或者，閃爍層可以以橢圓體的方式彎曲。尤其，其可以是球形彎曲的，即具有帽狀的形式。在這種情況下，閃爍元件具有棱錐的截錐的形式。
本發(fā)明還包括具有閃爍層的PET-檢測器，該閃爍層以上述的方式中的一種構(gòu)成。因此，將前面的描述作為參考，以在PET-檢測器的細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)方面得到更多的信息。
最后，本發(fā)明涉及一種用于PET-檢測器的閃爍層的制造工序。根據(jù)該工序，將多個(gè)閃爍元件以其間最小間隙連接到一起，該間隙通常用如反射箔的中間材料填充。當(dāng)閃爍元件在閃爍層中處于其各自的位置時(shí)，以如下方式形成閃爍元件，使得獲得的閃爍層彎曲，且閃爍元件的體軸向著閃爍層的曲率中心取向。
通過該工序，制造上述類型的閃爍層。因此，將相應(yīng)的描述作為參考，以在該工序的細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)方面得到更多的信息。
根據(jù)該工序的優(yōu)選實(shí)施例，從較大閃爍晶體切割出閃爍元件。由此，尤其可以制造具有平坦表面的閃爍元件。
根據(jù)可替換方法，由陶瓷閃爍材料通過壓制成形制造閃爍元件。如果需要的話，則該壓制成形可以制造具有彎曲外表面的閃爍元件。
以下，以實(shí)例的方式、借助于附圖來描述本發(fā)明，附圖中

圖1是具有楔形閃爍元件的閃爍層的一部分的透視圖；圖2是具有棱錐狀閃爍元件的閃爍層的一部分的透視圖；圖3是具有不同形狀的閃爍元件的彎曲閃爍層的截面圖。
在圖1中，只表示出閃爍層10的一小部分。閃爍層10用于將γ-量子轉(zhuǎn)換為可見光的光子，且其尤其可以用在PET-檢測器中。在這種情況下，閃爍層區(qū)域通常為(半)環(huán)狀且尺寸約為20cm×300cm。而且，將至少兩個(gè)這種閃爍層10彼此相對地設(shè)置在PET-檢測器中，以便可以檢測來自一次湮滅處理的兩個(gè)γ-量子的一致性。
在圖1中表示的閃爍層10圓柱狀彎曲，曲率中心是軸14。閃爍層10由多個(gè)單獨(dú)的閃爍元件11構(gòu)成。為了消除或最小化相連接的閃爍元件11之間的間隙，將它們成形為截楔狀(即，具有梯形截面的棱鏡)。在兩個(gè)相鄰的閃爍元件11之間，通常存在填充了任何殘余間隙的反射箔(未示出)。相應(yīng)的整個(gè)楔形的(虛構(gòu)的)尖端部全部都落在曲率軸14上。由此實(shí)現(xiàn)了閃爍元件11以它們的體軸和/或它們的側(cè)面15向著閃爍層10的曲率中心14來取向。由于在PET-檢測器中使用閃爍層10期間，伽瑪射線基本上全部來自曲率中心14附近的區(qū)域，因此它們平行于其體軸撞擊閃爍元件11。該裝置的軸對稱性有助于避免在US6 285 028B1的相似系統(tǒng)中出現(xiàn)的假象。而且，通過最小間隔地連接閃爍元件11使檢測在閃爍層10中伽瑪量子的可能性和伽瑪量子產(chǎn)生的光輸出都被最大化。
閃爍元件11例如可通過從更大的閃爍晶體切割它們而制造。適合的閃爍材料具體為GSO、LYSO和LaBr3。由于切割基本上會產(chǎn)生平坦表面，因此閃爍層10的內(nèi)表面12以及外表面13不是平滑彎曲的，而是由各個(gè)平坦表面組合起來的。
圖2示出了球形彎曲的另一閃爍層20的一部分。在這種情況下，曲率中心是(中)點(diǎn)24。閃爍層20還是由相同類型的多個(gè)閃爍元件21構(gòu)成。在這種情況下，閃爍元件21每一個(gè)都具有截取的棱錐形式(具有矩形和/或方形的截面區(qū)域)。以棱錐的(虛擬的)尖端部位于曲率中心24的方式設(shè)置它們。再次地，通過幾乎無間隙地連接閃爍元件21并通過它們向著曲率中心24取向，實(shí)現(xiàn)了用于伽瑪射線檢測的最大可能性、高光輸出以及相對曲率中心24的各向同性。
在圖2中，閃爍層20的內(nèi)表面22以及外部表面23以平滑的方式球形彎曲。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，各個(gè)閃爍元件21的內(nèi)部面和外部面必須也是彎曲的。這種閃爍元件21例如可通過陶瓷閃爍材料的壓制成型來制造。用于該目的的適合的閃爍材料例如是LuAG。
圖3示出了穿過在空間中以球形、圓柱形或其它形狀彎曲的閃爍層30的一部分的截面。在這種情況下，閃爍層30由長方體形狀的閃爍元件31a組裝，閃爍元件31a以它們的體軸向著閃爍層30的曲率中心34取向。而且，在元件31a之間出現(xiàn)的錐形間隙用楔形的閃爍元件31b填充。這些錐形的閃爍元件31b也以它們的體軸向著曲率中心34取向。它們?yōu)閹缀鯚o間隙的閃爍層30提供了伽瑪量子檢測的最大可能性和光輸出。
權(quán)利要求
1.一種用于PET-檢測器的閃爍層(10、20、30)，其具有彎曲的內(nèi)表面(12、22)和/或彎曲的外表面(13、23)，包括多個(gè)閃爍元件(11、21、31a、31b)，該多個(gè)閃爍元件與最小間隙連接在一起，并向著閃爍層的曲率中心(14、24、34)取向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的閃爍層(10)，特征在于其圓柱形彎曲且其包括具有被截?cái)嗟男ㄐ涡问降拈W爍元件(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的閃爍層(20)，特征在于其以橢圓的方式彎曲，且其包括具有被截?cái)嗟睦忮F形式的閃爍元件(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的閃爍層(10、20、30)，特征在于相鄰的閃爍元件(11、21、31)之間的間隙用反射材料填充。
5.一種具有閃爍層(10、20、30)的PET-檢測器，該閃爍層具有彎曲的內(nèi)表面(12、22)和/或彎曲的外表面(13、23)，并包括多個(gè)閃爍元件(11、21、31a、31b)，該多個(gè)閃爍元件以最小間隙連接在一起，并向著閃爍層的曲率中心(14、24、34)取向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的PET-檢測器，特征在于，根據(jù)權(quán)利要求2-4中的一項(xiàng)來設(shè)計(jì)閃爍層(10、20、30)。
7.一種用于制造用于PET-檢測器的閃爍層(10、20、30)的工序，該工序通過將多個(gè)閃爍元件(11、21、31a、31b)以最小間隙連接到一起，該閃爍元件以如下方式成形，使得獲得的閃爍層(10、20、30)是彎曲的且閃爍元件(11、21、31a、31b)向著閃爍層的曲率中心(14、24、34)取向。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的工序，特征在于根據(jù)權(quán)利要求2至4中的一項(xiàng)來設(shè)計(jì)獲得的閃爍層(10、20、30)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的工序，特征在于從閃爍晶體切割閃爍元件(11、31a、31b)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的工序，其特征在于通過陶瓷閃爍材料的壓制成形來制造閃爍元件(21)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于PET－檢測器的閃爍層(20)。該閃爍層(20)由多個(gè)閃爍元件(21)構(gòu)成，閃爍元件以幾乎無間隙的形式連接到一起，并向著曲率中心(24)取向。根據(jù)閃爍層(20)的形式，閃爍元件(21)可具有例如被截?cái)嗟男ㄐ位蚶忮F的形式。
文檔編號G01T1/202GK1886677SQ200480034710
公開日2006年12月27日 申請日期2004年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者K·費(fèi)德勒, T·佐爾夫, A·托恩 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司