[發(fā)明專利]輻射存儲(chǔ)熒光體及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580047953.2
• 申請(qǐng)日: 2005-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN101124296A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·里森;W·A·卡克茲馬雷克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新南部創(chuàng)新有限公司
• 主分類號(hào): C09K11/77
• 分類號(hào): C09K11/77;C09K11/85;G01T1/02;G01T1/29;G03B42/02
• 代理公司: 北京北翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 謝靜;楊勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體(Photoexcitable?StoragePhosphor)。具體地，本發(fā)明涉及能夠用于X射線、γ射線或紫外線(UV)輻射成像應(yīng)用以及用于輻射劑量測(cè)定等的光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體。具體地，本發(fā)明涉及包括+3價(jià)氧化態(tài)稀土元素的光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體。

本發(fā)明還涉及用于制備光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體的方法。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括該光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體的成像板，用于生產(chǎn)包括光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體的成像板的方法，以及成像板在包括醫(yī)療、科學(xué)成像和放射量測(cè)定器在內(nèi)的各種應(yīng)用中的其他運(yùn)用，所述放射量測(cè)定器用于身體和環(huán)境輻射監(jiān)控以及輻射治療中的輻射監(jiān)控。本發(fā)明還涉及包括本發(fā)明的光激勵(lì)熒光體的放射量測(cè)定器。本發(fā)明還涉及用于本發(fā)明的光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體的讀取技術(shù)。

背景技術(shù)

在早期的X射線成像和輻射劑量測(cè)定應(yīng)用中，照相乳膠直接曝光在X射線下。然而，銀基膠片對(duì)X射線的俘獲效率極低，因此引進(jìn)了熒光屏。熒光屏的成像應(yīng)用涉及X射線，該X射線穿過目標(biāo)或是從目標(biāo)輻射的，然后通過輻射感光熒光層被轉(zhuǎn)換成可見光。該輻射感光熒光層一般呈現(xiàn)在熒光屏(或X射線轉(zhuǎn)換屏)上。

通過常規(guī)的銀基乳膠膠片或板記錄可見光。在要求相對(duì)強(qiáng)的X射線吸收體的增光屏中使用閃爍體。該閃爍體發(fā)射出銀基乳膠膠片感光性最高的波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的光。接著需對(duì)曝光得到的照相乳膠進(jìn)行濕化學(xué)處理。

記錄X射線圖像的又一方法包括采用稱為成像板(IP)的暫存媒介。與之前通過閃爍體直接將X射線轉(zhuǎn)換成可見光的膠片屏幕方法相比，X射線存儲(chǔ)熒光體以與X射線強(qiáng)度分布成正比來存儲(chǔ)輻射圖像。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是由于激光和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展而最近才被人認(rèn)識(shí)到。在該進(jìn)一步方法中，諸如輻射圖像轉(zhuǎn)換面板等X射線存儲(chǔ)媒介包括光激勵(lì)熒光體。

以下描述對(duì)該方法進(jìn)行圖解的示意“流程”圖。

包括光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體的成像板吸收穿過目標(biāo)或從目標(biāo)輻射的X射線。已表明，光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體由于在光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體中產(chǎn)生亞穩(wěn)態(tài)電子空穴對(duì)而吸收或存儲(chǔ)X射線輻射。

為了釋放存儲(chǔ)在光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體中的潛在X射線輻射能量，將光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體曝光在可見光或紅外激光下。這也被稱為讀取步驟。可以認(rèn)為，光激勵(lì)步驟導(dǎo)致電子空穴對(duì)重組，這進(jìn)而導(dǎo)致可見光的發(fā)射。理想地，光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體存儲(chǔ)盡可能多的入射X射線能量，并且直到將光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體曝光在可見光或紅外激光下時(shí)才發(fā)射所存儲(chǔ)的X射線能量(描述為衰退(fading))。

目前，在讀取步驟中采用400至900nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的激光。光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體一般在300至500nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)表現(xiàn)出光受激發(fā)射。用光電檢測(cè)器檢測(cè)該受激發(fā)射，該光電檢測(cè)器產(chǎn)生幅度與發(fā)射的光水平成線性比例的電信號(hào)。

然后，將根據(jù)所述發(fā)射產(chǎn)生的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，以使得可以在視頻屏幕上顯示輻射圖像。這一類型的圖像記錄被稱為數(shù)字化照相或計(jì)算機(jī)射線照相。和常規(guī)的膠片屏幕射線照相相比，光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體具有在低許多的劑量下能夠進(jìn)行X射線成像(例如，醫(yī)療成像)的潛在可能，同時(shí)仍然提供足夠(如果不是更高)的信息水平。然而，實(shí)際中出現(xiàn)的情況是，可商業(yè)獲取的成像板還是需要與膠片屏幕方法相當(dāng)?shù)膭┝俊?/p>

第三種方法采用全固態(tài)數(shù)字檢測(cè)器。在這種檢測(cè)器中，通過閃爍屏(含有碘化銫(CsI)顆粒)將X射線轉(zhuǎn)換成光，該光隨后被光電二極管/晶體管陣列形式的硅面板檢測(cè)到。

然后將光電二極管/晶體管陣列的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式并顯示在視頻屏幕上。使用數(shù)字檢測(cè)器的缺點(diǎn)包括分辨率低(＞100μm)以及成本相當(dāng)高。而且，數(shù)字檢測(cè)器還不能運(yùn)用在空間受限的某些應(yīng)用中，諸如牙齒X射線成像這一重要應(yīng)用。通常認(rèn)為，數(shù)字檢測(cè)器和成像板是相互補(bǔ)充的，并且很多應(yīng)用中都要求有它們兩個(gè)。

目前已知的光激勵(lì)存儲(chǔ)熒光體包含用于捕獲X射線產(chǎn)生的電子和空穴的中心(centre)。可以認(rèn)為，X射線輻射在鹵化物晶體內(nèi)產(chǎn)生F中心。F中心是被電子占據(jù)的陰離子空位，而F⁺中心是沒有俘獲電子的陰離子空位。例如，在銪為二價(jià)氧化態(tài)的BaBrF:Eu²⁺存儲(chǔ)熒光體中，F(xiàn)⁺(Br^-)和F⁺(F^-)缺陷都可作為電子存儲(chǔ)中心，而Eu²⁺作為空穴陷阱。