專利名稱：三維放射線位置檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用閃爍體(scintillator)的放射線檢測器，更具體地，本發(fā)明涉及能夠收集三維數(shù)據(jù)的放射線檢測器。
背景技術(shù)：
正電子發(fā)射層析成像(positron emission tomography, PET)是已被用于使用圖像來診斷腫瘤和掃描腦部機能等的核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。在PET中，用發(fā)射正電子的放射性同位素(radioactive isotope)標(biāo)識的藥物被注入被檢體中，并且，通過設(shè)置在被檢體周圍的檢測器部分對于在正電子湮沒(annihilation)之后準(zhǔn)確地沿相反方向發(fā)射的兩個光子(photon)(伽馬射線)同時計數(shù)。因此，放射線源的位置被規(guī)定為形成圖像。 在檢測器部分中，以圓周形式布置檢測單元，所述檢測單元中的每一個包含光電增倍管 (photomultiplier tube, PMT)和設(shè)置在其上面的閃爍體晶體。閃爍體晶體的例子包含 Bi4Ge3O12 (BGO)和 Lu2SiO5 (LSO)。在常規(guī)的PET系統(tǒng)中，分辨率在視場的邊緣處降低。如圖1所示，在視場(圓)的中心處產(chǎn)生的伽馬射線11垂直地入射到閃爍體晶體12上，而在視場的邊緣處產(chǎn)生的伽馬射線13斜著入射到閃爍體晶體12上。這使得由于閃爍體晶體的長度(高度)而導(dǎo)致檢測位置誤差(視差誤差(parallax error))0為了應(yīng)對這一點，作為下一代技術(shù)，用于通過識別閃爍體中的在深度方向上的發(fā)光位置的信息(交互的深度；D0I(cbpth of interaction)) 來抑制視差誤差的技術(shù)的DOI-PET正在受到關(guān)注。日本專利申請公布No. 2006-522925 (JP 2006522925)，也被公布為WO 2004090572，公開了識別交互作用深度(DOI)的方法，在該方法中，在位置敏感型 (position-sensitive) PMT (PS-PMT)上設(shè)置連續(xù)的閃爍體晶體。在JP 200652^25中，由根據(jù)發(fā)光位置的深度的閃爍光的漫射的差異來計算D0I。另一已知的方法使用其中在PS-PMT 上設(shè)置多個閃爍體晶體的多層檢測單元，在該PS-PMT上，層疊閃爍體晶體的多個層。日本專利公開No. 11-142524(JP 11142524)公開了通過用設(shè)置在閃爍體晶體之間的反射部件的有/無和位置來控制閃爍光的分布而識別DOI的示例性方法。但是，在使用連續(xù)的閃爍體晶體的方法中，由于閃爍光在晶體中各向同性地傳播， 因此，閃爍光在PS-PMT中的廣大區(qū)域上漫射。因此，為了識別根據(jù)發(fā)光位置的深度的差異的閃爍光的漫射的差異，需要從PS-PMT中的大量檢測像素收集信息。如果通過少數(shù)的像素的計算來估計發(fā)光位置的深度，那么誤差增大。相對照地，通過層疊多層閃爍體晶體的方法，可由少數(shù)的像素的計算來估計發(fā)光位置的深度。但是，對于各系統(tǒng)需要非常大量的(例如120，000個)閃爍體晶體。另外，由于反射部件需要被選擇性地設(shè)置在閃爍體晶體之間，因此組裝檢測單元的過程非常復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供沒有反射部件的、能夠通過少數(shù)的像素的計算來估計發(fā)光位置的深度、并且能夠從少量的閃爍體晶體容易地組裝檢測單元的三維放射線位置檢測器。本發(fā)明提供三維放射線位置檢測器，該三維放射線位置檢測器包括具有多個光檢測元件的光檢測器；和閃爍體晶體，所述閃爍體晶體具有這樣的光學(xué)各向異性使得第一方向上的光學(xué)性能與其它方向上的光學(xué)性能不同，所述閃爍體晶體在第一方向上是連續(xù)的并且被設(shè)置在光檢測器的光檢測表面上，使得閃爍體晶體的第一方向不與光檢測器的光檢測表面的法線方向垂直。閃爍體晶體沿第一方向具有為多個光檢測元件的布置節(jié)距的至少三倍的長度。所述光學(xué)各向異性使得允許從位于光檢測元件正上方并且最遠(yuǎn)離光檢測元件的區(qū)域發(fā)射的閃爍光的至少4%到達(dá)光檢測元件，而允許從處于光檢測元件正上方并且最接近光檢測元件的區(qū)域發(fā)射的閃爍光的4% 35%到達(dá)光檢測元件。本發(fā)明提供沒有反射部件的、能夠通過少量的光檢測元件(像素)的計算來估計閃爍光的發(fā)光位置、并且能夠從少量的閃爍體晶體容易地組裝檢測單元的三維放射線位置檢測器。參照附圖閱讀示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是表示在常規(guī)的PET系統(tǒng)中出現(xiàn)的視差誤差的示圖。圖2是本發(fā)明的閃爍體晶體的示意圖。圖3是表示用于通過提供單方向特性而凝固(coagulate)的裝置的例子的示意圖。圖4A 4D是表示入射到光檢測器上的閃爍光的漫射的示意圖。圖5是表示分相(phase separation)閃爍體的結(jié)構(gòu)的示圖。圖6是表示分相閃爍體的發(fā)光位置的示圖。圖7是光檢測器表面上的檢測像素的示意圖。圖8是發(fā)光位置正下方的像素的光接收率關(guān)于兩相之間的折射率比的曲線圖。圖9是發(fā)光位置的各深度處的光子的數(shù)量的曲線圖。
具體實施例方式以下將描述本發(fā)明的實施例。在本發(fā)明的三維放射線位置檢測器中，這樣的閃爍體晶體被設(shè)置在位置敏感型光檢測器的光檢測表面上該閃爍體晶體具有光學(xué)各向異性， 使得第一方向上的光學(xué)性能與其它方向上的光學(xué)性能不同，并且該閃爍體晶體在第一方向上是連續(xù)的。位置敏感型光檢測器的例子包括位置敏感型PMT (PS-PMT)和位置敏感型雪崩光電二極管。只要具有幾毫米或更小(更優(yōu)選地，5mm或更小)的空間分辨率，則可以使用任何類型的光檢測器。此外，希望使用快速響應(yīng)的檢測器，以對放射線計數(shù)從而判斷一致性。當(dāng)然，由于被放射線照射而導(dǎo)致的閃爍體晶體的發(fā)射衰減時間優(yōu)選地為500nSec或更小，更優(yōu)選地為50nSec或更小。在以下的描述中，光檢測器的光檢測元件也可被稱為“像素”或“光接收部分”。 下面將描述本發(fā)明的閃爍體晶體。 根據(jù)本發(fā)明的閃爍體晶體具有分相結(jié)構(gòu)。特別地，如圖2所示，閃爍體晶體包含由沿第一方向(在圖2中，為沿Z軸方向)延伸的多個柱狀晶體(columnar crystal)構(gòu)成的第一晶相(crystal phase) 21和第二晶相(基體(matrix)) 22。在本實施例中，第一晶相 21由存在(嵌入)于這里被稱為第二晶相22的三維晶體基體內(nèi)的圓柱狀晶體構(gòu)成。第一晶相21不限于圓柱狀晶體，而是可被實現(xiàn)為嵌入基體中的六角、三角或任何其它的多邊柱狀晶體。第二晶相22(基體)由在被預(yù)定能量的放射線激勵時發(fā)射預(yù)定波長范圍的光的材料制成。優(yōu)選地，第二晶相22具有比第一晶相21的折射率高的折射率。以這種方式形成的閃爍體晶體導(dǎo)致具有各向異性光學(xué)性能的晶體。即，這種類型的閃爍體晶體具有第一方向上的光學(xué)性能與其它方向上的光學(xué)性能不同的光學(xué)各向異性。閃爍體晶體的例子是沿第一方向具有連續(xù)相并且沿與第一方向正交的方向具有分相結(jié)構(gòu)的晶體。換句話說，圖2所示的閃爍體晶體具有分相結(jié)構(gòu)，在該分相結(jié)構(gòu)中，包含沿第一方向延伸的多個晶體柱的第一晶相存在(嵌入)于第二晶相中。第二晶相具有比第一晶相的折射率高的折射率。在以下的描述中，這樣的第一方向上的光學(xué)性能與其它方向上的光學(xué)性能不同的光學(xué)各向異性可被簡稱為“單軸光學(xué)各向異性”。因此，第一方向可被描述為“單軸方向”。在本實施例中，當(dāng)構(gòu)成材料被熔融并且不存在結(jié)構(gòu)的均勻液體狀態(tài)轉(zhuǎn)變成凝固狀態(tài)，同時使具有一定周期性的兩個晶相結(jié)晶化時，形成分相結(jié)構(gòu)。構(gòu)成第一晶相21的柱狀晶體的斷面不限于圓形、橢圓或矩形，而是可以為具有幾個晶體表面的任何多邊形形狀。此外，當(dāng)組合閃爍體晶體和光檢測器時，希望使用具有在光檢測器的一個檢測像素上設(shè)置許多柱狀晶體的結(jié)構(gòu)和尺寸的閃爍體晶體。因此，柱狀晶體的直徑優(yōu)選為50nm 30μπκ更優(yōu)選地為200nm ΙΟμπι。第一晶相的柱狀晶體的周期(period) 24 (從中心到中心的距離，也可被稱為“節(jié)距”)優(yōu)選為500nm 50 μ m、更優(yōu)選地為1 μ m 20 μ m。這里， 結(jié)構(gòu)的尺寸范圍由材料體系(material system)和制造條件的選擇來確定，將在后面描述這種傾向(tendency)。閃爍體晶體應(yīng)當(dāng)具有足以吸收預(yù)定能量的放射線的高度23。例如， 對于吸收511keV伽馬射線的閃爍體晶體，高度23通常為約30mm，但是應(yīng)當(dāng)注意，高度依賴于材料體系。雖然柱狀晶體應(yīng)當(dāng)沿高度方向上的直線延伸，但是，也可使用具有彎曲部分 (不直的部分)、破斷部分、分枝或熔融部分并且具有各種直徑的柱狀晶體。下面將描述制造具有上述分相結(jié)構(gòu)的閃爍體晶體的方法。這里，第一晶相由NaCl 構(gòu)成，第二晶相由CsI構(gòu)成。首先，在共晶點(eutecticpoint)將NaCl與CsI進行成分混合。然后，將混合物加熱以使其熔融并然后使其冷卻，以使其沿特定的方向凝固(使得凝固沿特定方向進行)。這里，共晶點是在平衡圖中出現(xiàn)共晶反應(yīng)、并且從液相(liquidphase) 同時產(chǎn)生兩種類型的固溶體(solid solution)、由此而完成凝固的點。作為差熱分析 (differential thermal analysis，DAT)等的結(jié)果，發(fā)明人在這里發(fā)現(xiàn)，為了獲得上述結(jié)構(gòu)，NaCl和CsI的共晶成分和共晶溫度分別為NaCl CsI = 30 70mol %和490°C。為了使得凝固沿特定的方向進行，例如，如圖3所示，密封于圓筒狀石英管(silica tube)等中以防止材料氧化的樣品31被垂直地設(shè)置，并且，加熱器32或樣品31以基本恒定的速度移動。此時，控制溫度梯度和移動速度以使得固液界面平坦化是重要的。在本實施例中，適當(dāng)?shù)臈l件是溫度梯度為30°C /mm或更大并且移動速度為850mm/h或更小。此外，為了確保足夠的溫度梯度，可以設(shè)置水冷(water-cooling)部分33。在本實施例中，當(dāng)溫度為500°C的作為以共晶成分被混合的NaCl和CsI的樣品的熔體(melt)以10mm/h的移動速度移動以便凝固時，獲得圖2所示的具有分相結(jié)構(gòu)的閃爍體晶體，該閃爍體晶體的第一晶相由NaCl 構(gòu)成，第二晶相由CsI構(gòu)成。由NaCl構(gòu)成的柱體(第一晶相)的直徑為約2 μ m，并且，其周期為約4μπι。但是，如上所述，可通過改變制造條件來調(diào)整它們?？梢哉J(rèn)為，分相閃爍體晶體的第一晶相的直徑和周期依賴于樣品的凝固速度，并且，特別地，柱狀晶體的周期具有以下關(guān)系λ2· ν=常數(shù)，這里，λ為周期，ν是凝固速度。因此，通過控制移動速度來改變凝固速度，可以調(diào)整柱狀晶體的周期(節(jié)距)和直徑。這里使用的術(shù)語“周期”意指柱狀晶體 (圓柱體)的中心之間的平均間隔(距離)。以下將描述如上面描述的那樣形成的NaCl-CsI閃爍體晶體的單軸光學(xué)各向異性 (第一方向上的光學(xué)性能與其它方向上的光學(xué)性能不同的光學(xué)各向異性)。當(dāng)預(yù)定能量的放射線入射到NaCl-CsI閃爍體晶體上時，構(gòu)成基體的CsI被激勵，由此發(fā)射閃爍光。雖然在 NaCl-CsI閃爍體晶體中，在初始各向同性地發(fā)射閃爍光，但是，在一定程度上抑制閃爍光沿水平(正交)方向傳播，并且沿與NaCl柱體平行的方向各向異性地傳播閃爍光。可以認(rèn)為， 出現(xiàn)這種效果的原因是，由于在具有高折射率的介質(zhì)中各向同性地產(chǎn)生的閃爍光可根據(jù)入射角在與具有低折射率的介質(zhì)的界面上被全反射，因此，由于通過重復(fù)全反射而在具有高折射率的介質(zhì)中在被捕獲的同時被傳播的成分，因此表現(xiàn)單軸光學(xué)各向異性。特別地，由于折射率為1. 55的NaCl柱體被嵌入折射率為1. 78的CsI基體中，因此，CsI基體的較高的折射率防止光沿正交方向漫射(散布)；并且，反而強制光沿柱狀晶體結(jié)構(gòu)的長度各向異性地散布。此外，在NaCl-CsI閃爍體晶體中，與在光纖中不同，光不是在柱狀晶體(圓柱體) 中而是在基體中被捕獲。因此，雖然光具有單軸光學(xué)各向異性，但是，光在一定程度上沿水平方向散布的同時沿柱狀晶體的長度傳播。雖然作為圓柱體的NaCl也在被放射線激勵時產(chǎn)生閃爍光，但是，從發(fā)光效率和放射線吸收效率的觀點看，在來自NaCl-CsI閃爍體晶體的光發(fā)射中，來自CsI的光發(fā)射是主要的。因此，可僅基于來自構(gòu)成基體的CsI的光發(fā)射來討論光學(xué)傳播特性。圖4Α表示這樣的結(jié)構(gòu)在該結(jié)構(gòu)中，在位置敏感型PMT (PS-PMT) 41的光檢測表面上設(shè)置圖2所示的具有單軸光學(xué)各向異性的NaCl-CsI閃爍體晶體42，使得單軸方向與光檢測表面的法線方向不垂直相交。更具體而言，例如，單軸方向(第一方向，圖4Α中的Ζ)和光檢測表面的法線方向相互平行。換句話說，光檢測表面的法線和單軸方向沿著相同的面放置。圖4C是表示設(shè)置在PS-PMT 41上的CsI閃爍體晶體43的示圖。圖4Β和圖4D分別是表示入射到圖4Α和圖4C的情況下的檢測像素44上的閃爍光的漫射的示意圖。在圖4Α 和圖4C中，閃爍體的長度(高度或深度，圖2中的Z方向上的長度)至少為用作光檢測元件的像素44的布置節(jié)距的三倍。如圖4C和圖4D所示，由于閃爍光在CsI閃爍體晶體中各向同性地傳播，因此，入射到發(fā)光位置正下方的檢測像素45上的光量很少，并且，在非常寬的區(qū)域中出現(xiàn)漫射。因此，需要來自大量檢測像素的信息，以從發(fā)射光的漫射的重心識別面內(nèi)方向上的發(fā)光位置(圖2中的X方向和Y方向上的發(fā)光位置)，并且從漫射條件識別發(fā)光位置的深度(圖2和圖4Α 4D中的Z方向上的發(fā)光位置)。此外，由于入射到檢測像素上的光量少，因此誤差增大。與之對照，如圖4Α和圖4Β所示，由于閃爍光在NaCl-CsI閃爍體晶體中各向異性地傳播，因此，入射到檢測像素上的閃爍光的漫射區(qū)域比CsI閃爍體晶體的窄。即，由于相鄰像素之間的入射光的量的差異大，因此，可從少量的檢測像素識別面內(nèi)方向上的發(fā)光位置，并且，由于入射到發(fā)光位置正下方的檢測像素上的光量大，因此，可以減小位置識別誤差。如在本發(fā)明中那樣，只要發(fā)光位置正下方的像素與鄰接它的像素的信號強度比為至少
63 1，就可從用作光檢測元件的少數(shù)像素識別面內(nèi)方向上的發(fā)光位置?？墒褂檬占獾某潭葋砀膶?i^phrase)該條件當(dāng)要識別深度方向上的第η個位置(位置=第1個、第2個、 第3個、...第η個，從光檢測元件算起)時，光學(xué)各向異性的強度應(yīng)當(dāng)使得，當(dāng)從最遠(yuǎn)離該像素的第η個區(qū)域的中心發(fā)射閃爍光時，發(fā)射光的總量的至少4%入射到發(fā)光位置正下方的像素上。該條件適用于晶體的除了與位置檢測器接觸的表面以外的所有表面用作光吸收表面的情況，不適用于它們用作反射表面或漫射表面的情況。此外，如上所述，由于光在NaCl-CsI閃爍體晶體中的基體中被捕獲，因此，閃爍光在沿柱狀晶體傳播的同時在一定程度上正交地漫射，盡管它具有單軸光學(xué)各向異性。當(dāng)單軸光學(xué)各向異性太強時，閃爍光在幾乎沒有漫射的狀態(tài)下傳播，因此，根據(jù)發(fā)光位置的深度的差異的入射到發(fā)光位置正下方的檢測像素上的光量的差異不大(insignificant)。這里， 發(fā)光位置的深度意指圖4A和圖4C中的Z方向上的發(fā)光位置。因此，在具有單軸各向異性的閃爍體中，深度方向是單軸方向。與之對照，在NaCl-CsI閃爍體晶體中，由于閃爍光在傳播的同時在一定程度上漫射，因此，根據(jù)發(fā)光位置的深度的差異的入射到發(fā)光位置正下方的檢測像素上的光量的差異相當(dāng)足，由此，可以識別深度方向上的發(fā)光位置。注意，當(dāng)要識別深度方向上的第η個位置(第1個、第2個、第3個、...第η個，從光檢測元件算起)時， 只要從η個區(qū)域中的位于像素中心垂直上方的第L個區(qū)域QSLSn)的中心發(fā)射的閃爍光與從第L-I個區(qū)域的中心發(fā)射的閃爍光之間的、入射到發(fā)光位置正下方的檢測像素上的光量的差異是可辨識的，就可識別第η個位置。特別地，只要在沿深度方向相鄰的區(qū)域之間存在至少10%的入射光量的差異，就可識別第η個位置。換句話說，將具有單軸光學(xué)各向異性(第一方向上的光學(xué)性能與其它方向上的光學(xué)性能不同的光學(xué)各向異性)的閃爍體沿單軸方向(第一方向)劃分而成的區(qū)域的數(shù)量(即，區(qū)域分割的數(shù)量)可被限定，使得在沿單軸方向(第一方向)相鄰的區(qū)域之間存在入射到用作光檢測元件的像素上的光量的至少 10%的差值。更優(yōu)選地，入射光量的差值為至少25%。但是，應(yīng)當(dāng)注意，這僅適用于入射到用作光檢測元件的光接收部分上的光量足夠的情況，而不適用于入射光量非常小的情況。此外，除了用于識別深度方向上的發(fā)光位置的條件以外，作為各向異性不太強的范圍，為了能夠如本發(fā)明中那樣從少數(shù)像素識別檢測器的面內(nèi)方向上的發(fā)光位置，當(dāng)閃爍光從最接近光接收部分的區(qū)域的中心被發(fā)射時，使得發(fā)光位置正下方的像素與鄰接它的像素的信號強度比為20 1或更小也是重要的。換句話說，光學(xué)各向異性的強度可被設(shè)定， 使得當(dāng)從最接近光接收部分的區(qū)域的中心發(fā)射光時，入射到發(fā)光位置正下方的像素上的光量為發(fā)射光的總量的35%或更小。該條件適用于晶體的除了與位置檢測器接觸的表面以外的所有表面用作光吸收表面的情況，而不適用于它們用作反射表面或漫射表面的情況。如上所述，通過本發(fā)明，可通過計算來自少數(shù)像素的信息來三維地識別發(fā)光位置。 用于實現(xiàn)這一點的單軸光學(xué)各向異性的條件(光學(xué)各向異性的強度)是，允許從閃爍體的位于構(gòu)成像素的光檢測元件正上方并且最遠(yuǎn)離該光檢測元件的區(qū)域發(fā)射的閃爍光的至少 4%到達(dá)位于其正下方的光檢測元件，而允許從最接近該光檢測元件的區(qū)域發(fā)射的閃爍光的4% 35%到達(dá)位于其正下方的光檢測元件。雖然以NaCl-CsI閃爍體晶體為例描述了本實施例，但是，本發(fā)明不限于該材料體系，而是可以使用實現(xiàn)上述光學(xué)各向異性的任何材料。此外，在具有分相結(jié)構(gòu)的各材料體系中，與NaCl-CsI體系不同的具有低折射率的材料構(gòu)成基體并且具有高折射率的材料構(gòu)成柱體的組合是可能的。在這種情況下，由于在圓柱體中被全反射的光根本不漫射，因此，可通過選擇折射率比相對接近于1并且相之間的反射率(reflectance)較高的材料體系來實現(xiàn)上述光學(xué)各向異性。如上所述，為了將單軸光學(xué)各向異性調(diào)整到希望的強度，在本發(fā)明中，適當(dāng)?shù)剡x擇分相閃爍體晶體中的兩個相的折射率比和界面上的反射率、圓柱體的周期和兩相之間的面積率(體積率)是重要的。如上所述，通過本發(fā)明的三維放射線位置檢測器，可以從由少數(shù)像素接收的光的量的信息識別面內(nèi)方向和深度方向上的發(fā)光位置。此外，由于不需要使用多層的閃爍體晶體或反射部件，因此，可以以低成本由少量的閃爍體晶體容易地組裝檢測單元。例子在本例子中，關(guān)于具有分相結(jié)構(gòu)的閃爍體晶體，使用幾何和光學(xué)模擬來計算根據(jù)兩相之間的折射率比的入射到檢測像素上的光量的差異?；趯嶋H檢測單元的檢測像素具有3mmX 3mm的尺寸并且閃爍體晶體具有30mm的高度的假定來執(zhí)行計算，為了減少計算負(fù)擔(dān)，將它們乘以1/9。更具體而言，具有3333μπι的高度的分相閃爍體晶體被設(shè)置在像素尺寸(光檢測元件的尺寸)為333 μ mX 333 μ m的光檢測器上。如圖5所示，分相閃爍體的結(jié)構(gòu)為三角格子陣列，其中，圓柱體51的直徑為2 μ m， 并且，周期52為4 μ m?；诜窒嚅W爍體晶體的除了與光檢測器的表面接觸的表面之外的所有表面是吸收表面的假定來執(zhí)行計算。在例子中，要被識別的發(fā)光位置的深度被分成四級(n = 4)。如圖6所示，在位于光檢測器的光檢測表面61上的像素62的中心垂直上方的各η個區(qū)域的中心(距離光檢測表面61的417μπι、1250μπι、2083μπι和^17μπι)處，假定從具有IOOym的半徑的光源各向同性地發(fā)射光(閃爍光)63，計算發(fā)光位置正下方的像素與和其相鄰的像素的光接收率。 這里使用的“光接收率”意指以百分比表示的發(fā)射光的總量中的入射到各像素上的光的量的比例。表1表示對于圓柱體介質(zhì)的折射率為1. 00而基體介質(zhì)的折射率變化的情況的計算結(jié)果。由于僅折射率比對于結(jié)果有影響，因此，為了方便起見，圓柱體的折射率被設(shè)為1. 00。 為了比較的目的，表1還包含對于沒有分相結(jié)構(gòu)的單晶(single crystal)閃爍體的計算結(jié)^ ο表 權(quán)利要求
1.一種三維放射線位置檢測器，包括光檢測器，具有多個光檢測元件；和閃爍體晶體，具有光學(xué)各向異性使得第一方向上的光學(xué)性能與其它方向上的光學(xué)性能不同，所述閃爍體晶體被設(shè)置在所述光檢測器的光檢測表面上，使得所述閃爍體晶體的第一方向不與所述光檢測器的光檢測表面的法線方向垂直，其中，所述閃爍體晶體沿第一方向具有為所述多個光檢測元件的平均節(jié)距的至少三倍的長度，以及其中，所述光學(xué)各向異性使得允許從位于所述光檢測元件正上方并且最遠(yuǎn)離所述光檢測元件的區(qū)域發(fā)射的閃爍光的至少4%到達(dá)所述光檢測元件，而允許從處于所述光檢測元件正上方并且最接近所述光檢測元件的區(qū)域發(fā)射的閃爍光的4% 35%到達(dá)所述光檢測元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的三維放射線位置檢測器，其中，所述閃爍體晶體具有分相結(jié)構(gòu)，在所述分相結(jié)構(gòu)中，包含沿第一方向延伸的多個柱體的第一晶相被嵌入具有比第一晶相的折射率高的折射率的第二晶相中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的三維放射線位置檢測器，其中，包含多個柱體的第一晶相在第一方向上是連續(xù)的，以及其中，所述分相結(jié)構(gòu)在與第一方向正交的方向上被形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的三維放射線位置檢測器，其中，所述光學(xué)性能包含所述閃爍體內(nèi)的光學(xué)傳播，以及其中，第一方向上的光學(xué)傳播大于其它方向上的光學(xué)傳播。
全文摘要
本發(fā)明涉及三維放射線位置檢測器。所述位置檢測器包括具有光檢測元件的光檢測器；和具有單軸光學(xué)各向異性的閃爍體晶體。閃爍體晶體在單軸方向上是連續(xù)的，并且被設(shè)置在光檢測器上，使得所述單軸方向不與光檢測表面的法線垂直，并且具有為光檢測元件的節(jié)距的至少三倍的長度。單軸各向異性允許從在光檢測表面上方并且最遠(yuǎn)離光檢測表面的區(qū)域發(fā)射的閃爍光的至少4％到達(dá)光檢測元件，并且允許從最接近光檢測表面的區(qū)域發(fā)射的閃爍光的4％～35％到達(dá)光檢測元件。
文檔編號G01T1/202GK102385063SQ201110244310
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者堀江亮子, 安居伸浩, 田透, 齊藤達(dá)也 申請人:佳能株式會社