本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生閃爍體光纖的方法、用于產(chǎn)生閃爍體單元的方法、閃爍體單元、x射線檢測器和醫(yī)療設備。
背景技術(shù):
整合間接轉(zhuǎn)換x射線檢測器可以用在x射線成像中,例如用在計算機斷層掃描、血管造影術(shù)或放射照相術(shù)中。包含于入射x射線的局部調(diào)制中的信息由x射線檢測器來檢測,其中x射線檢測器將信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在間接轉(zhuǎn)換x射線檢測器中,x射線或光子可通過適當?shù)霓D(zhuǎn)換器材料轉(zhuǎn)換成光,并借助于光電二極管轉(zhuǎn)換成電脈沖。所使用的轉(zhuǎn)換器材料經(jīng)常是閃爍體,例如gos(gd2o2s)、csj、ygo或lutag。閃爍體單元包括轉(zhuǎn)換器材料。閃爍體特別用在能量范圍高達1mev的醫(yī)療x射線成像中。通常,所謂的間接轉(zhuǎn)換x射線檢測器、所謂的閃爍體檢測器被使用,由此將x射線或伽馬射線轉(zhuǎn)換成電信號在兩個階段中進行。在第一階段中,x射線或伽馬量子在閃爍體單元的子區(qū)域中被吸收并轉(zhuǎn)換成光學上可見的光(一定量的光)——這種效應被稱為發(fā)光。由發(fā)光激發(fā)的光然后在第二階段通過第一光電二極管或光電倍增管轉(zhuǎn)換成電信號,該第一光電二極管或光電倍增管在評估單元的子區(qū)域中光學耦合到閃爍體單元,電信號經(jīng)由評估電子器件或讀出電子器件讀出,然后轉(zhuǎn)發(fā)到計算單元。
例如從氣相沉積的碘化銫的閃爍體可以具有各向異性的光傳導。碘化銫具有針狀結(jié)構(gòu)。作為這種各向異性光傳導的結(jié)果,該一定量的光未橫向傳播,因此入射x射線的位置信息被保持。然而,碘化銫并不適合用于醫(yī)療成像中的所有形式。例如,它不適合用于計算機斷層掃描,因為它既沒有必要的吸收特性也沒有足夠穩(wěn)定的信號響應。
諸如例如釓鎵鋁石榴石(ggag)的適當?shù)奶沾砷W爍體包括各向同性的光傳導。還可能使用gos作為陶瓷閃爍體。為了保持入射x射線的位置信息,閃爍體單元具有復雜的結(jié)構(gòu)。一般地,使用鋸切工藝來分離體積單元,這限定了x射線檢測器的像素。間隙可以用反射材料來填充。
閃爍體單元和評估單元的子區(qū)域照例細分,使得評估單元的子區(qū)域被分配給閃爍體單元的每個子區(qū)域。然后將其稱為像素化的x射線檢測器。例如,諸如那些用在計算機斷層掃描中的x射線檢測器通常由多個模塊構(gòu)成,該多個模塊包括雜散輻射網(wǎng)格、閃爍體單元、評估單元和機械支撐,評估單元具有光傳感器或光電二極管(例如作為光電二極管陣列)、并且具有用于將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息的電子單元。雜散輻射網(wǎng)格用來抑制雜散輻射。機械支撐用來組裝雜散輻射網(wǎng)格、閃爍體單元和評估單元。雜散輻射網(wǎng)格、閃爍體單元和光電二極管通常以相同的方式沿兩個方向像素化成例如長方形或正方形像素。為了在像素之間具有低程度串擾的同時實現(xiàn)良好的劑量利用,在構(gòu)建模塊時,雜散輻射網(wǎng)格、閃爍體單元和光電二極管相對于彼此非常精確地定位。
從wo2009008911a2已知拉制的光纖束,其在最大間距為0.1μm的玻璃或塑料芯中具有未團聚的納米晶閃爍顆粒。該拉制的光纖束還包括在包層復合物中具有x射線吸收混合物的包層??蛇x地,覆蓋該光纖束可以防止光出現(xiàn)在x射線入射側(cè),同時x射線能夠進入光纖芯。為了以亞微米間隔對離開光纖束的光進行成像,優(yōu)選地借助于透鏡系統(tǒng)或光纖束擴展器來使用光擴展。然而,歸因于在光纖芯的塑料或玻璃基體中嵌入閃爍體顆粒而形成的大量光學界面,大部分光由于散射離開光纖。另外,通過較長光纖的光傳導(諸如在計算機斷層掃描中用于吸收典型的x射線能量所要求的那些光纖)不再可能。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是公開用于產(chǎn)生閃爍體光纖的方法、用于產(chǎn)生閃爍體單元的方法、閃爍體單元、x射線檢測器以及醫(yī)療設備,從而實現(xiàn)改善的光傳導和閃爍體單元的備選結(jié)構(gòu)化。
根據(jù)本發(fā)明,該目的通過如權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生閃爍體光纖的方法、如權(quán)利要求8所述的用于產(chǎn)生閃爍體單元的方法、如權(quán)利要求11所述的閃爍體單元、如權(quán)利要求12所述的x射線檢測器和如權(quán)利要求13所述的醫(yī)療設備來實現(xiàn)。
本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生閃爍體光纖的方法,該方法包括以下步驟:提供溶解在溶劑中的結(jié)合劑和閃爍體材料的懸浮液;以及將懸浮液壓入到沉淀浴中,在沉淀浴中結(jié)合劑是不溶的。在壓入步驟期間,形成作為生坯(greenbody)的閃爍體光纖。壓入可以特別是壓縮模塑或成形步驟。在壓入步驟期間,將懸浮液壓入到沉淀浴中。例如,可以借助于螺旋或另一壓力生成機制將懸浮液壓入沉淀浴中。
發(fā)明人已經(jīng)認識到閃爍體光纖的產(chǎn)生可以避免閃爍體單元的復雜結(jié)構(gòu)化。對陶瓷或陶瓷閃爍體進行燒結(jié)是可能的,其中生坯作為閃爍體光纖存在。脫脂(debinding)后,生坯可以緊湊地燒結(jié)。
根據(jù)本發(fā)明,產(chǎn)生結(jié)合劑和溶劑的溶液。結(jié)合劑可以例如是可溶解在溶劑中的塑料。將該溶液添加到閃爍體材料。閃爍體材料可以作為粉末發(fā)光材料和/或粉末閃爍體材料存在。通過攪拌,超聲波或中心混合器的應用可以被用于將閃爍體材料與溶液均勻且無氣泡地混合,以形成懸浮液。該懸浮液然后可以通過具有限定橫截面和限定直徑的噴嘴壓入到沉淀浴中。溶劑可以從懸浮液擴散到沉淀浴中。在沉淀浴中,優(yōu)選地可以從懸浮液中除去高達90%的溶劑。結(jié)合劑可以沉淀作為固體,并使閃爍體材料結(jié)合。閃爍體材料可以被結(jié)合劑包圍。閃爍體材料可以均一地分布在結(jié)合劑中。
有利地,閃爍光或該量的光的光量子的反射可以實現(xiàn)在閃爍體光纖壁上的沿光纖方向的優(yōu)選的光傳導。有利地,可能避免閃爍體單元的復雜結(jié)構(gòu)化。產(chǎn)生檢測器或閃爍體單元的成本可以有利地降低。在方法步驟和進一步的方法步驟期間,閃爍體光纖的筆直對準實現(xiàn)了閃爍體光纖特別有利的質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,根據(jù)本發(fā)明的方法還包括閃爍體光纖固化的步驟。該固化步驟可以包括干燥步驟。在固化步驟中,液態(tài)組分(諸如溶劑和沉淀浴)可以從生坯或閃爍體光纖中除去。生坯中的任何殘留溶劑可以在固化或干燥步驟中從生坯中除去。有利地,不再需要進一步步驟的組分可以從閃爍體光纖中除去。有利地,可以制備用于后續(xù)步驟的閃爍體光纖。有利地,可能從閃爍體光纖中除去不再需要進一步步驟的組分。有利地,可以制備用于后續(xù)步驟的閃爍體光纖。有利地,減少與閃爍體材料不相對應的材料的含量是可能的。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,根據(jù)本發(fā)明的方法進一步包括以下步驟中的至少一個:使閃爍體光纖脫脂、對閃爍體光纖的第一壓制和燒結(jié)閃爍體光纖。
在脫脂步驟中,結(jié)合劑至少部分地、優(yōu)選全部地從閃爍體光纖中除去。在脫脂步驟中,可以熱分解結(jié)合劑。例如,當使用聚砜作為結(jié)合劑時,通過熱分解,聚砜可以氧化成水、二氧化碳和二氧化硫。在脫脂步驟之后,閃爍體光纖作為多孔生坯存在。
在第一壓制步驟中,可以壓縮閃爍體光纖。第一壓制可以是冷等靜壓制。在冷等靜壓制期間,可以在閃爍體光纖的所有側(cè)面上施加壓力以進行壓縮,其中冷等靜壓制在室溫下、在柔性封閉模具中執(zhí)行,該模具處于填充有水的壓力容器中。閃爍體光纖中的孔特別可能借助于第一壓制而壓縮。在燒結(jié)步驟中,有利地可能壓縮或減少破裂的孔。有利地可能實現(xiàn)具有更大密度和/或更少孔的閃爍體光纖。
燒結(jié)可以是無壓力燒結(jié),其中環(huán)境空氣壓力可以占優(yōu)勢。燒結(jié)在低于閃爍體材料熔點的溫度下執(zhí)行。在釓鎵鋁石榴石(ggag)的情況下,燒結(jié)例如可以在1600℃至1800℃下進行。閃爍體材料釓鎵鋁石榴石(ggag)可以用鈰進行摻雜。為了實現(xiàn)閃爍體光纖的理論或最佳密度,通過無壓力燒結(jié),應實現(xiàn)閃爍體材料的理論或可能密度的至少95%的密度。燒結(jié)的閃爍體光纖可以沒有結(jié)合劑和溶劑。結(jié)合劑和溶劑可以在燒結(jié)步驟中完全燒盡。燒結(jié)的閃爍體光纖可以僅包含閃爍體材料。閃爍體光纖有利地非常適合用于x射線的檢測,且具有特別良好的吸收特性。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,根據(jù)本發(fā)明的方法包括燒結(jié)步驟,并且進一步包括閃爍體光纖的第二壓制的步驟。第二壓制可以是第二燒結(jié)步驟或者熱等靜壓制。在第二壓制期間,例如通過熱等靜壓制,可以進行閃爍體光纖的第二壓縮。通過熱等靜壓制,可以同時執(zhí)行熱壓制和燒結(jié)。在這種情況下,將閃爍體光纖置于可變形的緊湊(tight)容器中。該容器在可加熱的高壓釜中,并且在惰性氣體的保護下,可以在限定的溫度和100至200mpa的限定壓力下將組分壓縮。以這種方式,氣體壓力作用于閃爍體光纖的所有側(cè)面,使得組分被賦予具有各向同性的特性。有利地可能實現(xiàn)特別高密度的閃爍體光纖。閃爍體光纖可以有利地具有各向同性的特性。壓入步驟與可能的第一壓制和第二壓制步驟的不同在于,在壓入步驟中產(chǎn)生、形成和/或模塑了生坯或閃爍體光纖。在可能的第一壓制和第二壓制步驟中,壓縮已經(jīng)產(chǎn)生的閃爍體光纖。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面,溶劑包括來自由非質(zhì)子極性溶劑和n-甲基吡咯烷酮構(gòu)成的組的至少一個元素。溶劑可以包括非質(zhì)子極性溶劑,例如非質(zhì)子、強極性有機溶劑n-甲基吡咯烷酮。結(jié)合劑包括來自由無定形高性能熱塑性塑料和聚砜構(gòu)成的組的至少一個元素。結(jié)合劑聚砜可溶于例如氯仿、二氯甲烷、n-甲基-2-吡咯烷酮和二甲基乙酰胺的非質(zhì)子極性溶劑中。閃爍體材料包括來自由陶瓷閃爍體材料、ggag和gos構(gòu)成的組的至少一個元素。結(jié)合劑和溶劑的溶液可以包括聚砜和n-甲基吡咯烷酮,其中在1%和30%之間(例如重量百分比或體積百分比)的聚砜可以溶解在n-甲基吡咯烷酮中。沉淀浴包括來自由質(zhì)子溶劑、水、乙醇和異丙醇構(gòu)成的組的至少一個元素。沉淀浴可以包括水或水/乙醇混合物。當使用聚砜作為結(jié)合劑時,沉淀浴可以包括乙醇、異丙醇、水或其混合物。水溶性的n-甲基吡咯烷酮可以從懸浮液擴散到沉淀浴中,塑料或結(jié)合劑可以沉淀作為固體,并且閃爍體材料可以被結(jié)合。有利地,閃爍體材料可以被結(jié)合在結(jié)合劑中。有利地,將懸浮液壓入沉淀浴中可以導致閃爍體光纖的形成或模塑。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面,溶劑包括來自由質(zhì)子溶劑、乙醇和異丙醇構(gòu)成的組的至少一個元素。結(jié)合劑包括來自由聚乙烯醇縮醛和聚乙烯醇縮丁醛構(gòu)成的組的至少一個元素。具有低程度的縮醛化的聚乙烯醇縮丁醛是水溶性的,高度縮醛化的樹脂溶解于醇類。閃爍體材料包括來自由陶瓷閃爍體材料、ggag和gos構(gòu)成的組的至少一個元素。沉淀浴包括來自由質(zhì)子溶劑和水構(gòu)成的組的至少一個元素。沉淀浴可以包括水。當聚乙烯醇縮丁醛是結(jié)合劑時,溶劑可以包括乙醇或異丙醇。對于聚乙烯醇縮丁醛的懸浮液,沉淀浴可以包括水。有利地,閃爍體材料可以結(jié)合在結(jié)合劑中。有利地,將懸浮液壓入沉淀浴中可以導致閃爍體光纖的形成或模塑。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面,第二壓制在1至2000巴的氣體壓力下執(zhí)行。閃爍體光纖可以有利地壓縮。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面,在固化步驟中,在20℃和130℃之間的溫度下干燥閃爍體光纖。溶劑和沉淀浴可以有利地至少部分地從閃爍體光纖或其表面除去。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面,在空氣中,在500℃和1000℃之間的溫度下執(zhí)行脫脂。結(jié)合劑可以有利地至少部分地從閃爍體光纖中除去。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面,在1600℃至1800℃的溫度下執(zhí)行燒結(jié)。在燒結(jié)步驟中,結(jié)合劑和溶劑可以有利地完全燒盡或除去。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面,閃爍體光纖的直徑為40至100μm??梢韵鄬τ陂W爍體單元內(nèi)與相鄰閃爍體光纖的可接受的光學串擾來選擇閃爍體光纖的直徑或厚度。特別地,燒結(jié)的閃爍體光纖的直徑可以為40至100μm。用于將懸浮液壓入沉淀浴的噴嘴的直徑可以相應地大于燒結(jié)的閃爍體光纖的直徑,例如噴嘴直徑可以為75至150μm。與在將閃爍體光纖壓入沉淀浴的步驟中由噴嘴造成的閃爍體光纖的直徑相比,閃爍體光纖的燒結(jié)可以導致40%至55%的體積收縮。有利地可能實現(xiàn)如下燒結(jié)的閃爍體光纖的直徑:該直徑使得能夠從閃爍體光纖結(jié)構(gòu)化閃爍體單元,其中可以將一個或多個閃爍體光纖分配給評估單元或閃爍體單元的子區(qū)域。閃爍體光纖的長度可以隨意選擇,因為用根據(jù)本發(fā)明的方法可能產(chǎn)生無限長的閃爍體光纖。
本發(fā)明進一步涉及用于產(chǎn)生閃爍體單元的方法,該方法包括步驟:使根據(jù)本發(fā)明的多個閃爍體光纖(特別是燒結(jié)的閃爍體光纖)成束,并用粘合劑填充多個閃爍體光纖之間的間隙。在成束(bundling)步驟中,首先將根據(jù)本發(fā)明的多個閃爍體光纖平行地放置于模具中。可以使用振動以整理(sort)閃爍體光纖或使它們均一地分布在模具中,從而形成光纖束。然后可能從外部向光纖束上施加壓力,以便盡可能緊湊地打包(pack)光纖束。在填充步驟中,用包括例如環(huán)氧化合物的粘合劑填充閃爍體光纖之間的間隙。提供了由多個閃爍體光纖組成的閃爍體單元,其中閃爍體光纖相對于彼此的布置由粘合劑固定。閃爍體光纖可以具有不同的直徑。由于具有較大直徑的閃爍體光纖之間的間隙可以用具有較小直徑的閃爍體光纖填充,有利地可能實現(xiàn)光纖束的高打包密度。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面,粘合劑包括環(huán)氧化合物。環(huán)氧樹脂可以有利地是抗x射線的。粘合劑可以包括反射器材料。反射器材料可以有利地減少或阻止從一個閃爍體光纖到相鄰閃爍體光纖的光的量的光量子的串擾。粘合劑可以包含填料,填料能夠以與閃爍體光纖相似的程度或相似的數(shù)量級來吸收x射線。有利地可能減少評估單元上的x射線的入射。
按照根據(jù)本發(fā)明的方法的一個方面,本方法進一步包括以下步驟中的至少一個:鋸切以設置閃爍體單元的層厚度;以及施加反射器層。在鋸切步驟中,可以特別地垂直于閃爍體光纖的長度方向或相對于閃爍體光纖的長度方向成預定的鋸切刃角(edgeangle),對閃爍體光纖或包括多個閃爍體光纖的束進行鋸切。在鋸切步驟中可以設置閃爍體單元的層厚度。優(yōu)選地可能設置或形成從20μm至1000μm的層厚度。層厚度有利地可能是盡可能完全地吸收入射x射線所要求的層厚度??梢栽诿嫦騲射線的表面上形成光學反射器或反射器層。有利地可能避免或減少一些光從外部進入到閃爍體光纖內(nèi)。閃爍體單元可以包括兩個鋸切的表面,使得閃爍體單元具有兩個平坦的表面。平坦的表面可以面向輻射源或者評估單元。閃爍體單元有利地可能以平面方式連接到評估單元。
本發(fā)明進一步涉及通過根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的閃爍體單元。根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)點或通過根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生的閃爍體單元的優(yōu)點可以傳遞給根據(jù)本發(fā)明的閃爍體單元。有利地可能實現(xiàn)閃爍體單元的便宜且簡單的結(jié)構(gòu)化。
本發(fā)明進一步涉及包括根據(jù)本發(fā)明的閃爍體單元且還包括評估單元的x射線檢測器。閃爍體單元的每個子區(qū)域或像素可以包括多個閃爍體光纖??梢詫⒍鄠€閃爍體光纖分配給評估單元的一個子區(qū)域。有利地可能在評估單元的一個子區(qū)域中記錄或評估在閃爍體光纖中釋放的光的量。
本發(fā)明進一步涉及包括根據(jù)本發(fā)明的x射線檢測器的醫(yī)療設備。根據(jù)本發(fā)明的x射線檢測器的優(yōu)點可以有利地傳遞給該醫(yī)療設備。有利地可能減少該醫(yī)療設備的生產(chǎn)成本。
附圖說明
以下參考附圖更詳細地說明本發(fā)明的示例性實施例,附圖示出了:
圖1是根據(jù)本發(fā)明在第一實施例中用于產(chǎn)生閃爍體光纖的方法的示意圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明在第二實施例中用于產(chǎn)生閃爍體光纖的方法的示意圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明用于產(chǎn)生閃爍體單元的方法的示意圖;
圖4是根據(jù)本發(fā)明的閃爍體單元的示意俯視圖;
圖5是根據(jù)本發(fā)明的閃爍體單元的示意圖;
圖6是根據(jù)本發(fā)明的x射線檢測器的示意圖;以及
圖7是描繪根據(jù)本發(fā)明的計算機斷層掃描儀的示意圖。
具體實施方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明在第一實施例中用于產(chǎn)生閃爍體光纖的方法10的示例性實施例。方法10包括步驟:提供12溶解在溶劑中的結(jié)合劑和閃爍體材料的懸浮液,以及將懸浮液壓入14到結(jié)合劑不溶于其中的沉淀浴中。在此期間,形成作為生坯的閃爍體光纖。提供步驟12可以包括溶液或懸浮液的產(chǎn)生。由結(jié)合劑和溶劑產(chǎn)生溶液。把該溶液添加到閃爍體材料。閃爍體材料作為粉末發(fā)光材料或粉末閃爍體材料存在。通過攪拌,超聲波或離心混合器的應用被用于將閃爍體材料均勻且無氣泡地混合到溶液中,從而形成懸浮液。所提供的懸浮液然后在壓入步驟14中通過具有限定橫截面和限定直徑的噴嘴被壓入到沉淀浴中。溶劑從懸浮液擴散到沉淀浴中。在沉淀浴中,優(yōu)選地可以從懸浮液中除去高達90%的溶劑。結(jié)合劑或塑料沉淀作為固體并使閃爍體材料結(jié)合。閃爍體材料被塑料或結(jié)合劑包圍。閃爍體材料均一地分布在結(jié)合劑中。在壓入方法步驟14及任何可能的進一步后續(xù)方法步驟中,閃爍體光纖的筆直對準實現(xiàn)了閃爍體光纖或具有處于筆直對準的閃爍體光纖的閃爍體單元的特別好的質(zhì)量。
溶劑包括來自由非質(zhì)子極性溶劑和n-甲基吡咯烷酮構(gòu)成的組的至少一個元素。溶劑包括非質(zhì)子極性溶劑,例如非質(zhì)子、強極性有機溶劑n-甲基吡咯烷酮。結(jié)合劑包括來自由無定形高性能熱塑性塑料和聚砜構(gòu)成的組的至少一個元素。結(jié)合劑聚砜可溶于例如氯仿、二氯甲烷、n-甲基-2-吡咯烷酮和二甲基乙酰胺的非質(zhì)子極性溶劑。閃爍體材料包括來自由陶瓷閃爍體材料、ggag和gos構(gòu)成的組的至少一個元素。結(jié)合劑和溶劑的溶液優(yōu)選地包括聚砜和n-甲基吡咯烷酮,其中在1%和30%之間(例如重量百分比或體積百分比)的聚砜可以溶解在n-甲基吡咯烷酮中。沉淀浴包括來自由質(zhì)子溶劑、水、乙醇和異丙醇構(gòu)成的組的至少一個元素。沉淀浴優(yōu)選地包括水或水/乙醇混合物。當聚砜是結(jié)合劑時,沉淀浴優(yōu)選地包括乙醇、異丙醇、水或其混合物。水溶性的n-甲基吡咯烷酮從懸浮液擴散到沉淀浴中,塑料或結(jié)合劑沉淀作為固體,并使閃爍體材料結(jié)合。
閃爍體光纖的直徑為40至100μm??梢砸揽块W爍體單元中與相鄰閃爍體光纖的可接受的光學串擾來選擇閃爍體光纖的直徑或厚度。特別地,燒結(jié)的閃爍體光纖的直徑為40至100μm。用于將懸浮液壓入沉淀浴的噴嘴的直徑可以相應地大于燒結(jié)的閃爍體光纖的直徑,例如噴嘴直徑為75至150μm。與在將閃爍體光纖壓入14沉淀浴的步驟中由噴嘴造成的閃爍體光纖的直徑相比,閃爍體光纖的燒結(jié)20可以導致40%至55%的體積收縮??梢愿鶕?jù)需要選擇閃爍體光纖的長度。
在備選實施例中,可以使用另一溶劑、另一結(jié)合劑和另一沉淀浴。溶劑包括來自由質(zhì)子溶劑、乙醇和異丙醇構(gòu)成的組的至少一個元素。結(jié)合劑包括來自由聚乙烯醇縮醛和聚乙烯醇縮丁醛構(gòu)成的組的至少一個元素。具有低程度的縮醛化的聚乙烯醇縮丁醛是水溶性的,高度縮醛化的樹脂溶解于醇類。閃爍體材料包括來自由陶瓷閃爍體材料、ggag和gos構(gòu)成的組的至少一個元素。沉淀浴包括來自由質(zhì)子溶劑和水構(gòu)成的組的至少一個元素。沉淀浴優(yōu)選地包括水。當聚乙烯醇縮丁醛是結(jié)合劑時,溶劑優(yōu)選地包括乙醇或異丙醇。對于聚乙烯醇縮丁醛的懸浮液,沉淀浴優(yōu)選地包括水。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明在第二實施例中用于產(chǎn)生閃爍體光纖的方法10的示例性實施例。方法10進一步包括閃爍體光纖的固化16的步驟。固化步驟16優(yōu)選地以干燥步驟為特征。在固化步驟16中,在20℃和130℃之間的溫度下干燥閃爍體光纖。在固化步驟16中,液態(tài)組分(諸如溶劑和沉淀浴)可以從生坯或閃爍體光纖中除去。生坯中的任何殘留溶劑可以在固化步驟16或干燥步驟中從生坯中除去。固化步驟16在壓入14之后進行。方法10進一步包括步驟:閃爍體光纖的脫脂18、閃爍體光纖的第一壓制19、以及閃爍體光纖的燒結(jié)20。
脫脂步驟18在固化步驟16之后進行。在脫脂步驟18中,結(jié)合劑至少部分地、優(yōu)選全部地從閃爍體光纖中除去。在空氣中,在500℃和1000℃之間的溫度下執(zhí)行脫脂18。在脫脂步驟18中,聚砜被熱分解,從而氧化成水、二氧化碳和二氧化硫。在脫脂步驟18之后,閃爍體光纖作為多孔生坯存在。
第一壓制步驟19在脫脂步驟18之后進行。在第一壓制步驟19中,閃爍體光纖被壓縮。第一壓制19可以是冷等靜壓制。在冷等靜壓制期間,可以向閃爍體光纖的所有側(cè)面施加壓力以進行壓縮,其中冷等靜壓制在室溫下、在柔性封閉模具中執(zhí)行,該模具位于填充有水的壓力容器中。特別地,閃爍體光纖中的孔借助于第一壓制而壓縮。
燒結(jié)步驟20在第一壓制步驟19之后進行。燒結(jié)20可以是無壓力燒結(jié),其中環(huán)境空氣壓力可以占優(yōu)勢。燒結(jié)20在低于閃爍體材料熔點的溫度下進行。燒結(jié)20在1600℃至1800℃的溫度下執(zhí)行。在可以用鈰進行摻雜的釓鎵鋁石榴石(ggag)的情況下,燒結(jié)20可以例如在1600℃至1800℃下進行。為實現(xiàn)閃爍體光纖的理論或最佳密度,通過無壓力燒結(jié),應實現(xiàn)理論或可能密度的至少95%的密度。燒結(jié)的閃爍體光纖沒有結(jié)合劑和溶劑。結(jié)合劑和溶劑在燒結(jié)步驟20中完全燒盡。燒結(jié)的閃爍體光纖僅包含閃爍體材料以及可能痕量的結(jié)合劑、溶劑或沉淀浴。
第二壓制步驟22在燒結(jié)步驟20之后進行。第二壓制22可以是第二燒結(jié)步驟或熱等靜壓制。在第二壓制22期間,例如借助于熱等靜壓制,可以進行閃爍體光纖的第二壓縮。通過熱等靜壓制,可以同時執(zhí)行熱壓制和燒結(jié)。在這種情況下,將閃爍體光纖置于可變形的緊湊容器中。該容器在可加熱的高壓釜中,并且在壓縮的惰性氣體的保護下,可以在限定的溫度和100至200mpa的限定壓力下將組分壓縮。以這種方式,氣體壓力作用于閃爍體光纖上的所有側(cè)面,使得組分被賦予具有各向同性的特性。第二壓制22在1至2000巴的氣體壓力下執(zhí)行。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生閃爍體單元的方法的示例性實施例。用于產(chǎn)生閃爍體單元的方法100包括步驟:使根據(jù)本發(fā)明的多個閃爍體光纖(特別是燒結(jié)的閃爍體光纖)成束102,以及用粘合劑2填充104多個閃爍體光纖之間的間隙。在成束步驟102中,首先將根據(jù)本發(fā)明的多個閃爍體光纖平行地放置于模具中??梢允褂谜駝右哉?sort)閃爍體光纖或使它們均一地分布在模具中,從而由閃爍體光纖形成光纖束。然后可能從外部向光纖束上施加壓力,以便盡可能緊湊地打包光纖束。在填充步驟104中,用粘合劑填充閃爍體光纖之間的間隙。粘合劑優(yōu)選地是環(huán)氧樹脂。粘合劑可以包括反射材料。粘合劑可以包含填料,該填料能夠以與閃爍體光纖相似的程度或相似的數(shù)量級來吸收x射線。提供了由多個閃爍體光纖組成的閃爍體單元,其中閃爍體光纖相對于彼此的布置由粘合劑固定。閃爍體光纖可以具有不同的直徑。
方法100進一步包括步驟:鋸切106以設置閃爍體單元的層厚度;以及施加108反射器層4。鋸切步驟106在填充步驟104之后進行。在鋸切步驟106中,可以特別地垂直于閃爍體光纖的長度方向或相對于閃爍體光纖的長度方向成預定的鋸切刃角(edgeangle),對閃爍體光纖或包括多個閃爍體光纖的束進行鋸切。在鋸切步驟106中可以設置閃爍體單元的層厚度。在這一上下文中,層厚度指定如下厚度:沿該厚度x射線至少部分地被吸收。層厚度在20μm和1000μm之間。將光學反射器或反射器層體現(xiàn)在閃爍體單元面向x射線的表面上。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的閃爍體單元3的示例性實施例的俯視圖。閃爍體光纖1被粘合劑2包圍。閃爍體單元3包括兩個鋸切的表面,使得閃爍體單元3具有兩個平坦表面。平坦表面可以面向醫(yī)療設備的輻射源或x射線檢測器的評估單元。閃爍體單元3以平面方式連接到評估單元。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的閃爍體單元3的示例性實施例的側(cè)視圖。閃爍體單元3包括在x輻射或x射線的入口側(cè)的反射器層4,x輻射或x射線由輻射源發(fā)射。閃爍體光纖1沿它們的長度彼此平行對準。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的x射線檢測器5的示例性實施例。x射線檢測器5包括閃爍體單元3和評估單元7,它們以平面方式彼此連接。閃爍體單元的每個子區(qū)域或像素包括多個閃爍體光纖??梢詫⒍鄠€閃爍體光纖分配給評估單元7的一個子區(qū)域。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的計算機斷層掃描儀31的示例性實施例。檢測器裝置29優(yōu)選地包括在二維矩陣或布置中的多個x射線檢測器5。計算機斷層掃描儀31包括具有轉(zhuǎn)子35的臺架33。轉(zhuǎn)子35包括輻射源37和根據(jù)本發(fā)明的檢測器裝置29。病人39支撐于病床41上,并可以沿第二軸43(旋轉(zhuǎn)軸)移動通過臺架33。使用計算單元45控制并計算截面圖。輸入機構(gòu)47和輸出裝置49連接到計算單元45。
盡管通過優(yōu)選的示例性實施例較詳細地說明了本發(fā)明,但本發(fā)明并不限制于公開的例子,且本領域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明保護范圍的情況下可以從中導出其它變化。