[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)X射線多能譜成像的疊層閃爍體結(jié)構(gòu)及成像設(shè)備

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210553737.0
• 申請(qǐng)日: 2022-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115061183A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊旸;冉鵬;楊祿榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01T1/20
• 分類號(hào): G01T1/20;G01N23/087;G01N23/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

1.一種實(shí)現(xiàn)X射線多能譜成像的疊層閃爍體結(jié)構(gòu)，由N層閃爍體疊加而成，N≥2，其中不同層閃爍體對(duì)X射線的吸收能力不同，每一層閃爍體對(duì)應(yīng)于一個(gè)主吸收能量段；所述疊層閃爍體結(jié)構(gòu)適配的X射線源的能譜等分為N個(gè)能量段，所述N層閃爍體中從X射線入射側(cè)朝向出射側(cè)順序計(jì)數(shù)的第n層閃爍體的主吸收能量段為所述能譜中能量從低到高順序計(jì)數(shù)的第n個(gè)能量段，每一層閃爍體對(duì)其主吸收能量段的吸收能量占該層閃爍體對(duì)X射線總吸收能量的50％以上；所述N層閃爍體中，沿X射線入射側(cè)朝向出射側(cè)的各層閃爍體發(fā)出的閃爍光中心波長(zhǎng)逐層單調(diào)遞減，且任意兩層閃爍體發(fā)出的閃爍光光譜相互重疊面積應(yīng)滿足在同一成像設(shè)備中成像時(shí)的區(qū)分度要求。

2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)X射線多能譜成像的疊層閃爍體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N層閃爍體的材料不同，各層閃爍體通過(guò)優(yōu)化材料層的厚度來(lái)調(diào)整對(duì)不同能量段的吸收率。

3.如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)X射線多能譜成像的疊層閃爍體結(jié)構(gòu)，其特征在于，對(duì)各層閃爍體的材料層厚度進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，沿X射線入射側(cè)朝向出射側(cè)的順序依次對(duì)第1層到第N層閃爍體進(jìn)行厚度計(jì)算；其中，計(jì)算任意第n層閃爍體的厚度時(shí)，利用朗伯比爾定律和第n層閃爍體材料對(duì)不同能量X射線的吸收系數(shù)曲線，計(jì)算出使得第n層閃爍體對(duì)第n個(gè)能量段X射線的吸收能量占該層閃爍體對(duì)X射線總吸收能量的50％以上。

4.如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)X射線多能譜成像的疊層閃爍體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N優(yōu)選為2～5。

5.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)X射線多能譜成像的疊層閃爍體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述任意兩層閃爍體發(fā)出的閃爍光光譜相互重疊面積在各自閃爍光光譜面積中的占比應(yīng)小于20％。

6.如權(quán)利要求1～5任一所述的實(shí)現(xiàn)X射線多能譜成像的疊層閃爍體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N＝2，從X射線入射側(cè)朝向出射側(cè)順序計(jì)數(shù)，第1層閃爍體的材料為C₄H₁₂NMnCl₃，對(duì)應(yīng)的主吸收能量段為0～30keV，對(duì)應(yīng)發(fā)出的閃爍光為紅光，第2層閃爍體材料為Cs₃Cu₂I₅，對(duì)應(yīng)的主吸收能量段為30～60keV，對(duì)應(yīng)發(fā)出的閃爍光為藍(lán)光。

7.如權(quán)利要求1～5任一所述的實(shí)現(xiàn)X射線多能譜成像的疊層閃爍體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N＝3，從X射線入射側(cè)朝向出射側(cè)順序計(jì)數(shù)，第1層閃爍體的材料為C₄H₁₂NMnCl₃，對(duì)應(yīng)的主吸收能量段為0～20keV，對(duì)應(yīng)發(fā)出的閃爍光為紅光，第2層閃爍體材料為(C₈H₂₀N)₂MnBr₄，對(duì)應(yīng)的主吸收能量段為20～40keV，對(duì)應(yīng)發(fā)出的閃爍光為綠光，第3層閃爍體材料為Cs₃Cu₂I₅，對(duì)應(yīng)的主吸收能量段為40～60keV，對(duì)應(yīng)發(fā)出的閃爍光為藍(lán)光。

8.如權(quán)利要求1～5任一所述的實(shí)現(xiàn)X射線多能譜成像的疊層閃爍體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述N＝4，從X射線入射側(cè)朝向出射側(cè)順序計(jì)數(shù)，第1層閃爍體的材料為FAPbI₃，對(duì)應(yīng)的主吸收能量段為0～15keV，對(duì)應(yīng)發(fā)出的閃爍光為近紅外光，第2層閃爍體材料為C₄H₁₂NMnCl₃，對(duì)應(yīng)的主吸收能量段為15～30keV，對(duì)應(yīng)發(fā)出的閃爍光為紅光，第3層閃爍體材料為(C₈H₂₀N)₂MnBr₄，對(duì)應(yīng)的主吸收能量段為30～45keV，對(duì)應(yīng)發(fā)出的閃爍光為綠光，第4層閃爍體材料為Cs₃Cu₂I₅，對(duì)應(yīng)的主吸收能量段為45～60keV，對(duì)應(yīng)發(fā)出的閃爍光為藍(lán)光。