用于pet－检测器的闪烁层的制作方法
专利名称：用于pet－检测器的闪烁层的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于PET-检测器的闪烁层、具有这种闪烁层的PET-检测器和用于制造这种闪烁层的工序。
PET-检测器需要闪烁层以将伽玛量子转换为可见光。然后通过其它的传感器例如光电倍增器来检测该可见光。闪烁层通常由以长方体形式并排设置在闪烁层中的多个闪烁元件构成。而且，闪烁层通常是弯曲的。因此，如果以其向着闪烁层的弯曲中心取向的轴来组装长方体形状的闪烁元件的话，则在其径向外侧会出现锥形间隙。根据US6285 028 B1，获知具有相互平行设置的长方体状闪烁元件的弯曲闪烁层。通过以不同高度设置闪烁元件，可制造具有阶梯状外部表面和内表面的弯曲闪烁层。例如来自闪烁层弯曲中心的伽玛射线根据其在不同角度下的传播方向通过闪烁元件。这能够导致在闪烁层中的伽玛射线转换期间的和位置有关的假象。
基于该情况，本发明的一个目的是提供一种用于改进的检测在闪烁层中伽玛射线的手段。
通过根据权利要求1的闪烁层、通过根据权利要求4的PET-检测器和通过根据权利要求6的工序解决该任务。优选实施例受从属权利要求的制约。
根据本发明的闪烁层尤其适合于用在PET-检测器中。其包括弯曲的内表面和/或弯曲的外表面。优选地，内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，闪烁层由多个闪烁元件构成，闪烁元件以其间最小间隙连接在一起，且向着闪烁层的弯曲中心取向(通过它们的体轴和/或它们的侧面)。如果在闪烁元件之间存在大于零的间隙，则它们通常被闪烁层最优功能所需要的材料填充。这种材料的一个重要实例是将光反射回闪烁元件中以避免串扰的反射箔。
由于闪烁元件的稠密地、几乎无缝隙地(即，除了反射箔等需要的间隔之外没有间隙)耦合，因此在闪烁层中传播的伽玛射线的平均路径长度变成最大。因此，检测伽玛量子和光输出的可能性也是最大的。而且，来自曲率中心的伽玛射线与闪烁元件的体轴几乎平行地在闪烁层的所有位置处与其传播方向无关地延展。由此，伽玛射线在闪烁层中各个位置处都受到均匀的几何条件，从而不会出现如根据US 6285028B1的检测器中的那些和位置有关的假象。
闪烁层尤其可以圆柱形地具有闪烁元件，该闪烁元件分别具有楔形或楔形的截锥体的形式。
或者，闪烁层可以以椭圆体的方式弯曲。尤其，其可以是球形弯曲的，即具有帽状的形式。在这种情况下，闪烁元件具有棱锥的截锥的形式。
本发明还包括具有闪烁层的PET-检测器，该闪烁层以上述的方式中的一种构成。因此，将前面的描述作为参考，以在PET-检测器的细节、优点和改进方面得到更多的信息。
最后，本发明涉及一种用于PET-检测器的闪烁层的制造工序。根据该工序，将多个闪烁元件以其间最小间隙连接到一起，该间隙通常用如反射箔的中间材料填充。当闪烁元件在闪烁层中处于其各自的位置时，以如下方式形成闪烁元件，使得获得的闪烁层弯曲，且闪烁元件的体轴向着闪烁层的曲率中心取向。
通过该工序，制造上述类型的闪烁层。因此，将相应的描述作为参考，以在该工序的细节、优点和改进方面得到更多的信息。
根据该工序的优选实施例，从较大闪烁晶体切割出闪烁元件。由此，尤其可以制造具有平坦表面的闪烁元件。
根据可替换方法，由陶瓷闪烁材料通过压制成形制造闪烁元件。如果需要的话，则该压制成形可以制造具有弯曲外表面的闪烁元件。
以下，以实例的方式、借助于附图来描述本发明，附图中
图1是具有楔形闪烁元件的闪烁层的一部分的透视图；图2是具有棱锥状闪烁元件的闪烁层的一部分的透视图；图3是具有不同形状的闪烁元件的弯曲闪烁层的截面图。
在图1中，只表示出闪烁层10的一小部分。闪烁层10用于将γ-量子转换为可见光的光子，且其尤其可以用在PET-检测器中。在这种情况下，闪烁层区域通常为(半)环状且尺寸约为20cm×300cm。而且，将至少两个这种闪烁层10彼此相对地设置在PET-检测器中，以便可以检测来自一次湮灭处理的两个γ-量子的一致性。
在图1中表示的闪烁层10圆柱状弯曲，曲率中心是轴14。闪烁层10由多个单独的闪烁元件11构成。为了消除或最小化相连接的闪烁元件11之间的间隙，将它们成形为截楔状(即，具有梯形截面的棱镜)。在两个相邻的闪烁元件11之间，通常存在填充了任何残余间隙的反射箔(未示出)。相应的整个楔形的(虚构的)尖端部全部都落在曲率轴14上。由此实现了闪烁元件11以它们的体轴和/或它们的侧面15向着闪烁层10的曲率中心14来取向。由于在PET-检测器中使用闪烁层10期间，伽玛射线基本上全部来自曲率中心14附近的区域，因此它们平行于其体轴撞击闪烁元件11。该装置的轴对称性有助于避免在US6 285 028B1的相似系统中出现的假象。而且，通过最小间隔地连接闪烁元件11使检测在闪烁层10中伽玛量子的可能性和伽玛量子产生的光输出都被最大化。
闪烁元件11例如可通过从更大的闪烁晶体切割它们而制造。适合的闪烁材料具体为GSO、LYSO和LaBr3。由于切割基本上会产生平坦表面，因此闪烁层10的内表面12以及外表面13不是平滑弯曲的，而是由各个平坦表面组合起来的。
图2示出了球形弯曲的另一闪烁层20的一部分。在这种情况下，曲率中心是(中)点24。闪烁层20还是由相同类型的多个闪烁元件21构成。在这种情况下，闪烁元件21每一个都具有截取的棱锥形式(具有矩形和/或方形的截面区域)。以棱锥的(虚拟的)尖端部位于曲率中心24的方式设置它们。再次地，通过几乎无间隙地连接闪烁元件21并通过它们向着曲率中心24取向，实现了用于伽玛射线检测的最大可能性、高光输出以及相对曲率中心24的各向同性。
在图2中，闪烁层20的内表面22以及外部表面23以平滑的方式球形弯曲。为了实现这个目的，各个闪烁元件21的内部面和外部面必须也是弯曲的。这种闪烁元件21例如可通过陶瓷闪烁材料的压制成型来制造。用于该目的的适合的闪烁材料例如是LuAG。
图3示出了穿过在空间中以球形、圆柱形或其它形状弯曲的闪烁层30的一部分的截面。在这种情况下，闪烁层30由长方体形状的闪烁元件31a组装，闪烁元件31a以它们的体轴向着闪烁层30的曲率中心34取向。而且，在元件31a之间出现的锥形间隙用楔形的闪烁元件31b填充。这些锥形的闪烁元件31b也以它们的体轴向着曲率中心34取向。它们为几乎无间隙的闪烁层30提供了伽玛量子检测的最大可能性和光输出。
权利要求
1.一种用于PET-检测器的闪烁层(10、20、30)，其具有弯曲的内表面(12、22)和/或弯曲的外表面(13、23)，包括多个闪烁元件(11、21、31a、31b)，该多个闪烁元件与最小间隙连接在一起，并向着闪烁层的曲率中心(14、24、34)取向。
2.根据权利要求1的闪烁层(10)，特征在于其圆柱形弯曲且其包括具有被截断的楔形形式的闪烁元件(11)。
3.根据权利要求1的闪烁层(20)，特征在于其以椭圆的方式弯曲，且其包括具有被截断的棱锥形式的闪烁元件(21)。
4.根据权利要求1的闪烁层(10、20、30)，特征在于相邻的闪烁元件(11、21、31)之间的间隙用反射材料填充。
5.一种具有闪烁层(10、20、30)的PET-检测器，该闪烁层具有弯曲的内表面(12、22)和/或弯曲的外表面(13、23)，并包括多个闪烁元件(11、21、31a、31b)，该多个闪烁元件以最小间隙连接在一起，并向着闪烁层的曲率中心(14、24、34)取向。
6.根据权利要求5的PET-检测器，特征在于，根据权利要求2-4中的一项来设计闪烁层(10、20、30)。
7.一种用于制造用于PET-检测器的闪烁层(10、20、30)的工序，该工序通过将多个闪烁元件(11、21、31a、31b)以最小间隙连接到一起，该闪烁元件以如下方式成形，使得获得的闪烁层(10、20、30)是弯曲的且闪烁元件(11、21、31a、31b)向着闪烁层的曲率中心(14、24、34)取向。
8.根据权利要求7的工序，特征在于根据权利要求2至4中的一项来设计获得的闪烁层(10、20、30)。
9.根据权利要求7的工序，特征在于从闪烁晶体切割闪烁元件(11、31a、31b)。
10.根据权利要求7的工序，其特征在于通过陶瓷闪烁材料的压制成形来制造闪烁元件(21)。
全文摘要
本发明涉及一种用于PET－检测器的闪烁层(20)。该闪烁层(20)由多个闪烁元件(21)构成，闪烁元件以几乎无间隙的形式连接到一起，并向着曲率中心(24)取向。根据闪烁层(20)的形式，闪烁元件(21)可具有例如被截断的楔形或棱锥的形式。
文档编号G01T1/202GK1886677SQ200480034710
公开日2006年12月27日 申请日期2004年11月16日 优先权日2003年11月25日
发明者K·费德勒, T·佐尔夫, A·托恩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种用于PET-检测器的闪烁层、具有这种闪烁层的PET-检测器和用于制造这种闪烁层的工序。
PET-检测器需要闪烁层以将伽玛量子转换为可见光。然后通过其它的传感器例如光电倍增器来检测该可见光。闪烁层通常由以长方体形式并排设置在闪烁层中的多个闪烁元件构成。而且，闪烁层通常是弯曲的。因此，如果以其向着闪烁层的弯曲中心取向的轴来组装长方体形状的闪烁元件的话，则在其径向外侧会出现锥形间隙。根据US6285 028 B1，获知具有相互平行设置的长方体状闪烁元件的弯曲闪烁层。通过以不同高度设置闪烁元件，可制造具有阶梯状外部表面和内表面的弯曲闪烁层。例如来自闪烁层弯曲中心的伽玛射线根据其在不同角度下的传播方向通过闪烁元件。这能够导致在闪烁层中的伽玛射线转换期间的和位置有关的假象。
基于该情况，本发明的一个目的是提供一种用于改进的检测在闪烁层中伽玛射线的手段。
通过根据权利要求1的闪烁层、通过根据权利要求4的PET-检测器和通过根据权利要求6的工序解决该任务。优选实施例受从属权利要求的制约。
根据本发明的闪烁层尤其适合于用在PET-检测器中。其包括弯曲的内表面和/或弯曲的外表面。优选地，内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，闪烁层由多个闪烁元件构成，闪烁元件以其间最小间隙连接在一起，且向着闪烁层的弯曲中心取向(通过它们的体轴和/或它们的侧面)。如果在闪烁元件之间存在大于零的间隙，则它们通常被闪烁层最优功能所需要的材料填充。这种材料的一个重要实例是将光反射回闪烁元件中以避免串扰的反射箔。
由于闪烁元件的稠密地、几乎无缝隙地(即，除了反射箔等需要的间隔之外没有间隙)耦合，因此在闪烁层中传播的伽玛射线的平均路径长度变成最大。因此，检测伽玛量子和光输出的可能性也是最大的。而且，来自曲率中心的伽玛射线与闪烁元件的体轴几乎平行地在闪烁层的所有位置处与其传播方向无关地延展。由此，伽玛射线在闪烁层中各个位置处都受到均匀的几何条件，从而不会出现如根据US 6285028B1的检测器中的那些和位置有关的假象。
闪烁层尤其可以圆柱形地具有闪烁元件，该闪烁元件分别具有楔形或楔形的截锥体的形式。
或者，闪烁层可以以椭圆体的方式弯曲。尤其，其可以是球形弯曲的，即具有帽状的形式。在这种情况下，闪烁元件具有棱锥的截锥的形式。
本发明还包括具有闪烁层的PET-检测器，该闪烁层以上述的方式中的一种构成。因此，将前面的描述作为参考，以在PET-检测器的细节、优点和改进方面得到更多的信息。
最后，本发明涉及一种用于PET-检测器的闪烁层的制造工序。根据该工序，将多个闪烁元件以其间最小间隙连接到一起，该间隙通常用如反射箔的中间材料填充。当闪烁元件在闪烁层中处于其各自的位置时，以如下方式形成闪烁元件，使得获得的闪烁层弯曲，且闪烁元件的体轴向着闪烁层的曲率中心取向。
通过该工序，制造上述类型的闪烁层。因此，将相应的描述作为参考，以在该工序的细节、优点和改进方面得到更多的信息。
根据该工序的优选实施例，从较大闪烁晶体切割出闪烁元件。由此，尤其可以制造具有平坦表面的闪烁元件。
根据可替换方法，由陶瓷闪烁材料通过压制成形制造闪烁元件。如果需要的话，则该压制成形可以制造具有弯曲外表面的闪烁元件。
以下，以实例的方式、借助于附图来描述本发明，附图中
图1是具有楔形闪烁元件的闪烁层的一部分的透视图；图2是具有棱锥状闪烁元件的闪烁层的一部分的透视图；图3是具有不同形状的闪烁元件的弯曲闪烁层的截面图。
在图1中，只表示出闪烁层10的一小部分。闪烁层10用于将γ-量子转换为可见光的光子，且其尤其可以用在PET-检测器中。在这种情况下，闪烁层区域通常为(半)环状且尺寸约为20cm×300cm。而且，将至少两个这种闪烁层10彼此相对地设置在PET-检测器中，以便可以检测来自一次湮灭处理的两个γ-量子的一致性。
在图1中表示的闪烁层10圆柱状弯曲，曲率中心是轴14。闪烁层10由多个单独的闪烁元件11构成。为了消除或最小化相连接的闪烁元件11之间的间隙，将它们成形为截楔状(即，具有梯形截面的棱镜)。在两个相邻的闪烁元件11之间，通常存在填充了任何残余间隙的反射箔(未示出)。相应的整个楔形的(虚构的)尖端部全部都落在曲率轴14上。由此实现了闪烁元件11以它们的体轴和/或它们的侧面15向着闪烁层10的曲率中心14来取向。由于在PET-检测器中使用闪烁层10期间，伽玛射线基本上全部来自曲率中心14附近的区域，因此它们平行于其体轴撞击闪烁元件11。该装置的轴对称性有助于避免在US6 285 028B1的相似系统中出现的假象。而且，通过最小间隔地连接闪烁元件11使检测在闪烁层10中伽玛量子的可能性和伽玛量子产生的光输出都被最大化。
闪烁元件11例如可通过从更大的闪烁晶体切割它们而制造。适合的闪烁材料具体为GSO、LYSO和LaBr3。由于切割基本上会产生平坦表面，因此闪烁层10的内表面12以及外表面13不是平滑弯曲的，而是由各个平坦表面组合起来的。
图2示出了球形弯曲的另一闪烁层20的一部分。在这种情况下，曲率中心是(中)点24。闪烁层20还是由相同类型的多个闪烁元件21构成。在这种情况下，闪烁元件21每一个都具有截取的棱锥形式(具有矩形和/或方形的截面区域)。以棱锥的(虚拟的)尖端部位于曲率中心24的方式设置它们。再次地，通过几乎无间隙地连接闪烁元件21并通过它们向着曲率中心24取向，实现了用于伽玛射线检测的最大可能性、高光输出以及相对曲率中心24的各向同性。
在图2中，闪烁层20的内表面22以及外部表面23以平滑的方式球形弯曲。为了实现这个目的，各个闪烁元件21的内部面和外部面必须也是弯曲的。这种闪烁元件21例如可通过陶瓷闪烁材料的压制成型来制造。用于该目的的适合的闪烁材料例如是LuAG。
图3示出了穿过在空间中以球形、圆柱形或其它形状弯曲的闪烁层30的一部分的截面。在这种情况下，闪烁层30由长方体形状的闪烁元件31a组装，闪烁元件31a以它们的体轴向着闪烁层30的曲率中心34取向。而且，在元件31a之间出现的锥形间隙用楔形的闪烁元件31b填充。这些锥形的闪烁元件31b也以它们的体轴向着曲率中心34取向。它们为几乎无间隙的闪烁层30提供了伽玛量子检测的最大可能性和光输出。
权利要求
1.一种用于PET-检测器的闪烁层(10、20、30)，其具有弯曲的内表面(12、22)和/或弯曲的外表面(13、23)，包括多个闪烁元件(11、21、31a、31b)，该多个闪烁元件与最小间隙连接在一起，并向着闪烁层的曲率中心(14、24、34)取向。
2.根据权利要求1的闪烁层(10)，特征在于其圆柱形弯曲且其包括具有被截断的楔形形式的闪烁元件(11)。
3.根据权利要求1的闪烁层(20)，特征在于其以椭圆的方式弯曲，且其包括具有被截断的棱锥形式的闪烁元件(21)。
4.根据权利要求1的闪烁层(10、20、30)，特征在于相邻的闪烁元件(11、21、31)之间的间隙用反射材料填充。
5.一种具有闪烁层(10、20、30)的PET-检测器，该闪烁层具有弯曲的内表面(12、22)和/或弯曲的外表面(13、23)，并包括多个闪烁元件(11、21、31a、31b)，该多个闪烁元件以最小间隙连接在一起，并向着闪烁层的曲率中心(14、24、34)取向。
6.根据权利要求5的PET-检测器，特征在于，根据权利要求2-4中的一项来设计闪烁层(10、20、30)。
7.一种用于制造用于PET-检测器的闪烁层(10、20、30)的工序，该工序通过将多个闪烁元件(11、21、31a、31b)以最小间隙连接到一起，该闪烁元件以如下方式成形，使得获得的闪烁层(10、20、30)是弯曲的且闪烁元件(11、21、31a、31b)向着闪烁层的曲率中心(14、24、34)取向。
8.根据权利要求7的工序，特征在于根据权利要求2至4中的一项来设计获得的闪烁层(10、20、30)。
9.根据权利要求7的工序，特征在于从闪烁晶体切割闪烁元件(11、31a、31b)。
10.根据权利要求7的工序，其特征在于通过陶瓷闪烁材料的压制成形来制造闪烁元件(21)。
全文摘要
本发明涉及一种用于PET－检测器的闪烁层(20)。该闪烁层(20)由多个闪烁元件(21)构成，闪烁元件以几乎无间隙的形式连接到一起，并向着曲率中心(24)取向。根据闪烁层(20)的形式，闪烁元件(21)可具有例如被截断的楔形或棱锥的形式。
文档编号G01T1/202GK1886677SQ200480034710
公开日2006年12月27日 申请日期2004年11月16日 优先权日2003年11月25日
发明者K·费德勒, T·佐尔夫, A·托恩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司
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