[發明專利]閃爍體及其制造方法

無效

• 申請號: 201210316549.2
• 申請日: 2008-01-24
• 公開（公告）號: CN102838992A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: S.P.M.盧雷羅;J.S.瓦圖利;B.A.克羅蒂爾;S.J.杜克洛斯;M.馬諾哈蘭;P.R.L.馬倫范特;V.S.文卡塔拉馬尼;C.比諾;A.斯里瓦斯塔瓦;S.J.斯托克洛薩
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C09K11/85
• 分類號: C09K11/85;C09K11/61;B82Y30/00;B82Y20/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 徐晶;楊思捷

本申請是以下申請的分案申請：申請日：2008年1月24日；申請號：200880009906.2(PCT/US2008/051917)；發明名稱：“閃爍體及其制造方法”。

背景技術

本發明一般涉及用于制造閃爍檢測器的閃爍材料。本發明的一個實施方案涉及包括金屬氧化物、金屬鹵氧化物、金屬硫氧化物或金屬鹵化物的納米尺寸顆粒的閃爍材料及其制造方法。本發明的另一實施方案涉及含金屬鹵化物的納米尺寸顆粒的閃爍材料及其制造方法。本發明的又一實施方案涉及含金屬鹵氧化物或金屬硫氧化物的納米尺寸顆粒的閃爍材料及其制造方法。

閃爍體是將高能輻射如X射線或γ射線轉化成可見光的材料。閃爍體被廣泛用于檢測和非侵入式成像技術，如用于醫學和掃描應用的成像系統。在這些系統中，高能光子典型地穿過進行成像的人或對象并，在成像體積的另一側，撞擊與光檢測裝置相聯的閃爍體。閃爍體典型地響應所述高能光子沖擊而產生光學光子。所述光學光子隨后可通過所述光檢測裝置測量和定量，由此提供對入射在所述檢測器上的高能輻射的數量和位置的替代測量。另外，閃爍體可用在用于檢測以其它方式可能難以檢出的放射性對象如違禁物品或污染物的系統中。

對于非侵入式成像技術，閃爍體的一個最重要的應用就是用在利用數字檢測和存儲系統產生射線照相圖像的醫療設備中。例如，在現有的數字X射線成像系統如CT掃描器中，輻射從輻射源射向受檢者，典型地為醫療診斷應用中的患者。一部分所述輻射穿過患者并撞擊檢測器。檢測器的表面將所述輻射轉化成能被感應到的光子。所述檢測器被分成離散圖像裝置的矩陣，或像素，并根據撞擊每個像素的輻射的數量或強度編碼輸出信號。由于當輻射穿過患者時輻射強度被改變，所以基于所述輸出信號重構的圖像提供與通過傳統感光膠片技術得到的那些類似的患者組織投影。

另一種基于高能輻射的成像系統是正電子發射斷層掃描(positron?emission?tomography，PET)，其通常使用具有多個典型呈環形陣列排列的像素的閃爍體基檢測器。每個所述像素構成一個與光電倍增管聯在一起的閃爍裝置。在PET中，用放射性同位素對具有期望生物活性或親合力的化學示蹤劑化合物作了標記，其中所述放射性同位素通過發射正電子而衰變。隨后，發射的正電子與電子相互作用，放出兩個511keV的光子(γ射線)。所述兩個γ射線同時發出并在相反方向上傳播，穿過周圍的組織，離開患者身體，被所述檢測器吸收和記錄。通過測量所述兩個光子到達檢測器上的兩個點的微小時差，就可以計算出所述正電子在所述對象內部的位置。這種時差測量的限制高度取決于閃爍體材料的阻止能力、光輸出和衰變時間。

在CT和PET中，為產生精確的圖像即好的空間分辨率都要求小的像素尺寸。為避免在各個發光模塊中產生的光發生像素間污染，閃爍體由被切成小段或切成小片的單晶或透明陶瓷成像板制成。所述小段和各個元件之間的校準反射體一起使用以在物理上盡可能多地保持很多光射向各個檢測器。所述切片工藝限制了各個像素的尺寸，因為像素尺寸越小生產成本和加工難度就會越高。

對于要求更小像素間距的系統，例如在數字射線照相系統中，使用了磷光體如CsI針和光纖閃爍體(FOS)面板。然而，這些閃爍體滿足不了CT系統的更嚴格的發光要求。基于CsI的閃爍體衰變時間長，導致容易洗去圖像的余輝。此外，基于FOS板的檢測器不具有精確成像所需的高轉化效率。

與用于成像應用的復雜閃爍體相比，用于檢測放射性違禁物品或污染物的閃爍體通常只是由聚噻吩或聚苯胺之類的材料制成的簡單塑料膜。不過，這些系統并非特別專用于涉及的輻射種類，常常可能發生誤報。

因此，存在對能夠易于形成具有在CT和PET應用中所需的小像素尺寸的材料并同時提供透明度和定制的發光性能的新型閃爍體的需要。

發明內容

在一個實施方案中，本發明技術提供包括塑料基質的閃爍體，其中所述塑料基質含有嵌入的閃爍材料納米尺寸顆粒。在各種方面，所述納米尺寸顆粒可以由金屬氧化物、金屬鹵氧化物、金屬硫氧化物、金屬鹵化物或其組合制成。

在另一實施方案中，本發明技術提供包括含有嵌入的閃爍材料納米尺寸顆粒的塑料基質的閃爍檢測系統。一或多個光電檢測器附著在所述塑料基質上，并經構造以檢測在所述塑料基質中產生的光子。

在另一實施方案中，本發明技術提供包括閃爍檢測系統和經構造以對所述閃爍檢測系統產生的信號進行分析的信號處理系統的輻射檢測和分析系統。所述閃爍檢測系統由包括塑料基質的閃爍體和附著的光檢測裝置制成，其中所述塑料基質含有嵌入的閃爍材料納米尺寸顆粒，所述光檢測裝置經構造以響應所述閃爍體產生的光子而產生信號。