[發明專利]用于表征閃爍體材料的表征裝置

有效

• 申請號: 201580040855.X
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN107209275B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: H·K·維喬雷克;C·R·龍達;H-A·維施曼;P·G·巴拉諾夫;G·阿薩特里安;D·O·托爾馬切夫
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司;約費物理技術研究所
• 主分類號: G01T1/202
• 分類號: G01T1/202
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 孟杰雄;王英

本發明涉及一種用于表征特別是用于PET探測器的閃爍體材料(3)的表征裝置(1)。第一輻射源(2)利用具有小于450nm的波長的第一輻射(4)來輻照所述閃爍體材料。然后，第二輻射源(5)利用具有大于600nm的波長并且具有等于或小于50s的脈沖持續時間的脈沖第二輻射(6)來輻照所述閃爍體材料，其中，在由所述第二輻射進行的所述輻照期間和/或之后，探測設備(9)探測來自所述閃爍體材料(3)的第三輻射(12)。所述第三輻射取決于在所述閃爍體材料的電子缺陷處捕獲的電荷載體的量，使得其能夠被用作針對電子缺陷的量的指示物，并且因此能夠被用于表征所述閃爍體材料。所述表征能夠以相對快速且相對簡單的方式被執行。

技術領域

本發明涉及用于表征閃爍體材料的表征裝置和表征方法。本發明還涉及用于控制所述表征裝置的計算機程序以及用于制造用于探測電離輻射的探測設備的制造方法。

背景技術

W.Drozdowski等人的文章“Effect of Electron Traps on Scintillation ofPraseodymium Activated Lu₃Al₅O₁₂”(IEEE Transactions on Nuclear Science,第56卷，第1期，第320到327頁，2009年)公開了一種對在從78K到600K的范圍內的、熱致發光輝光曲線的、X射線激勵的發射譜和Cs-137伽馬射線脈沖高度譜的測量。

N.R.J.Poolton等人的文章“Non-resonant X-ray/laser interactionspectroscopy as a method for assessing charge competition,trapping andluminescence efficiency in wide band-gap materials”(Journal of Luminescence，第130卷，第1404到1414頁，2010年)公開了一種用于非諧振X射線/激光相互作用光譜的裝置，所述裝置包括具有遮光器和脈沖激光二極管模塊的X射線源。

在正電子發射斷層攝影(PET)成像系統中，閃爍體材料被用于在由511keV伽馬量子進行的激勵之后發射可見光或紫外(UV)光，具有高光子增益、良好能量分辨率、快速信號衰減和快速信號上升。通常滿足這些性質的已知閃爍體材料例如是鍺酸鉍(BGO)、鎢酸鎘(CWO)、硅酸镥(LSO)、由百分之十的釔代替镥而改變的LSO(LYSO)以及基于釓的石榴石，如鎦釓鎵鋁石榴石(LGGAG)。

這些閃爍體材料的實際性能強烈取決于閃爍體材料中的電子缺陷的數量，即，阱的數量。這些阱可以例如是由原材料的污染、不精確的化學計量、氧或各個成分的其他部分(如，鎵)的損失、導致的空缺、反位缺陷等引起的。在PET成像流程期間，在吸收了511keV伽馬量子之后，可以生成幾千個電子和空穴，其中，處于閃爍體材料的發光部位處的這些電荷載體的重新組合理想地得到大量光子，所述大量光子是在具有由例如在100ps到2ns的范圍內的上升時間和例如幾十納秒的衰減時間限定的脈沖形狀的短時間內發射的，并且所述大量光子是由PET成像系統的光學探測器在例如幾百納秒的積分時間內探測的。然而，在出現電子缺陷的情況下，電荷載體在這些缺陷處將部分地被捕獲，引起延遲發光或導致不發光的重新組合。這能夠導致光子增益的變化、較低的能量分辨率、較低的定時性能(即，增加的一致解析時間(CRT))和圖像質量的劣化。因此，閃爍體材料應當關于其期望的性能而被表征，并且僅具有期望性能的閃爍體材料應當被選擇并且被用于制造PET探測設備。

已知的表征技術是基于X射線余輝的測量的。利用具有高達1Gy的相對高的輻射劑量的X射線脈沖來輻照閃爍體材料，并且然后測量余輝信號，其中，基于測量到的余輝信號來表征閃爍體材料。然而，該技術要求在非常大的動態范圍上(可能約六個數量級)并且在非常長時間上(即，高達幾天)對余輝信號進行測量，這會導致測量非常費力。

發明內容