CN102654583B - 放射线检测装置及其制造方法、以及放射线检测系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及放射线检测装置及其制造方法、以及放射线检测系统。一种放射线检测装置包括：具有将放射线转换成光的闪烁体层和保护闪烁体层的闪烁体保护层的闪烁体面板；和具有其中布置有检测来自闪烁体层的光的多个光电转换器的传感器阵列和保护传感器阵列的传感器保护层的传感器面板。通过使用闪烁体保护层作为粘接剂材料使闪烁体层与传感器保护层粘接，使闪烁体面板与传感器面板接合。闪烁体保护层的主要成分与传感器保护层的主要成分相同。

Description

放射线检测装置及其制造方法、以及放射线检测系统

技术领域

本发明涉及放射线检测装置、包括该放射线检测装置的放射线检测系统和放射线检测装置的制造方法。

背景技术

通过使用闪烁体将放射线转换成光并且通过使用其中布置有多个光电转器的传感器阵列检测由光形成的图像的放射线检测装置是已知的。作为这种放射线检测装置的制造方法，日本专利公开No.2003-066196公开了通过粘接剂材料使荧光板(闪烁体)与光学传感器(传感器阵列)接合的方法。

根据在日本特开No.2003-066196中公开的方法，在制造闪烁体和光学传感器之后，闪烁体和光学传感器通过使用关于它们独立制备的粘接剂材料相互接合。因此，该方法不可缺少地需要用于施加粘接剂材料的步骤，从而导致制造过程的复杂化。当使用粘接剂材料时，除非粘接剂材料和与其接触的部件之间的折射率差较小，否则，粘接剂材料和与其接触的部件之间的界面导致反射。这会导致灵敏度和分辨率的劣化。

发明内容

本发明提供有利于简化制造过程并且/或者提高灵敏度和分辨率的技术。

本发明的第一方面提供一种放射线检测装置，该放射线检测装置包括：包含将放射线转换成光的闪烁体层和保护闪烁体层的闪烁体保护层的闪烁体面板；和包含其中布置有检测来自闪烁体层的光的多个光电转换器的传感器阵列和保护传感器阵列的传感器保护层的传感器面板，其中，通过使用闪烁体保护层作为粘接剂材料使闪烁体层与传感器保护层粘接，闪烁体面板与传感器面板接合，并且，闪烁体保护层的主要成分与传感器保护层的主要成分相同。

本发明的第二方面提供一种放射线检测装置的制造方法，该方法包括：第一步骤，通过使闪烁体保护层与将放射线转换成光的闪烁体层接合以保护闪烁体层来制造闪烁体面板；和第二步骤，使闪烁体面板与包含其中布置有检测来自闪烁体层的光的多个光电转换器的传感器阵列和保护传感器阵列的传感器保护层的传感器面板接合，其中，在第一步骤中，通过加热闪烁体保护层降低闪烁体保护层的粘度并然后通过冷却闪烁体保护层增加粘度，使闪烁体保护层与闪烁体层接合，并且，在第二步骤中，通过加热闪烁体保护层降低闪烁体保护层的粘度并然后通过进一步加热闪烁体保护层增加粘度，使闪烁体面板与传感器面板接合。

本发明的第三方面提供一种放射线检测系统，该放射线检测系统包括：放射线源；和在第一方面中限定的被配置为检测从放射线源发射并透过被检体的放射线的放射线检测装置。

参照附图阅读示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得十分明显。

附图说明

图1是示意性地表示根据本发明的第一实施例的放射线检测装置的配置的断面图；

图2是示意性地表示根据本发明的第二实施例的放射线检测装置的配置的断面图；

图3是示意性地表示根据本发明的第三实施例的放射线检测装置的配置的断面图；

图4是示意性地表示根据本发明的第四实施例的放射线检测装置的配置的断面图；

图5是示意性地表示根据本发明的第五实施例的放射线检测装置的配置的断面图。

具体实施方式

以下参照附图描述本发明的实施例。

参照图1描述根据本发明的第一实施例的放射线检测装置RD。首先描述放射线检测装置RD的操作。从放射线源(未示出)发射到被检体的放射线(例如，X射线)R在衰减的同时透过被检体，并且入射到闪烁体面板200的闪烁体层21上。闪烁体层21将入射的放射线转换成光(例如，可见光)。通过闪烁体层21转换的光入射到传感器面板100的传感器阵列10上。传感器阵列10的光电转换器然后将光转换成通过周边电路单元(未示出)作为电信号被读取到外面的电荷。

以下描述放射线检测装置RD的配置。放射线检测装置RD包括闪烁体面板200和传感器面板100。闪烁体面板200包含将放射线转换成光的闪烁体层21和保护闪烁体层21的闪烁体保护层22。闪烁体层21可由例如CsI:Tl的柱晶的集合体(aggregate)形成。闪烁体面板200还可包含支撑闪烁体层21的支撑基板20。传感器面板100包含其中布置有检测来自闪烁体层21的光的多个光电转换器的传感器阵列10和保护传感器阵列10的传感器保护层12。传感器面板100还可包含支撑传感器阵列10的支撑基板20。基台90可支撑闪烁体面板200和传感器面板100的接合部件。粘接剂材料300可使接合部件与基台90接合。

通过使用闪烁体保护层22作为粘接剂材料将闪烁体层21粘接到传感器保护层12上，闪烁体面板200与传感器面板100接合。通过使用闪烁体保护层22作为粘接剂材料，使得在使闪烁体面板200与传感器面板100接合时不再需要向闪烁体面板200或传感器面板100施加粘接剂材料。因此，这简化制造过程。

闪烁体保护层22的主要成分与传感器保护层12的主要成分相同。这可使得闪烁体保护层22和传感器保护层12具有相近的折射率，并可由此减少闪烁体保护层22和传感器保护层12之间的界面上的光反射，并提高灵敏度和分辨率。在这种情况下，主要成分意味着构成部件的多个成分中的占据部件的总重量的最大部分的成分。

用于闪烁体保护层22和传感器保护层12的材料可以是作为热塑性有机材料的热熔性树脂。热熔性树脂可在成型为片材之后被使用。可通过用挤出涂敷方法将熔融的热熔性树脂注入到诸如PET的膜片上，制造片状热熔性树脂。可通过在支撑基板20上放置板状热熔性树脂以覆盖闪烁体层21并在闪烁体层21上执行加热层叠(heatlamination)或真空加热层叠，来制造闪烁体面板200。类似地，可通过在支撑基板15上放置片状热熔性树脂以覆盖传感器阵列10并在传感器阵列10上执行加热层叠或真空加热层叠，来制造传感器面板100。

热熔性树脂在室温下为固体，它不含水也不含溶剂，并且被限定为由100％非挥发性热塑性材料形成的粘接剂树脂(Thomas.P.Flanagan，Adhesive Age，9，No.3，28(1966))。热熔性树脂随着温度的上升熔融并且随着温度的下降凝固。加热/熔融状态的热熔性树脂对于其它的有机材料和无机材料表现粘接性。在常温下，该树脂凝固并且不表现粘接性。热熔性树脂不含极性溶剂、溶剂或水，由此，由于它即使与闪烁体层(例如，由碱卤化物制成的柱晶结构)21接触时也不溶解闪烁体层21，因此适于用作用于闪烁体保护层22的材料。热熔性树脂与通过在溶剂中溶解热塑性树脂并通过使用溶剂涂敷方法形成的溶剂挥发硬化型(solvent-evaporation-setting type)粘接性树脂不同。热熔性树脂也与以通过化学反应形成的环氧树脂为典型的化学反应型粘接性树脂不同。热熔性树脂材料根据作为主要成分的基本聚合物(基本材料)的类型被分类。能够使用基于聚烯烃的树脂、基于聚酯的树脂和基于聚酰胺的树脂等。

参照图2描述根据本发明的第二实施例的放射线检测装置RD。在第二实施例中没有提到的事项可以遵从第一实施例。在第二实施例中，用于保护闪烁体层21的闪烁体保护层23的材料是热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂。用于保护传感器阵列10的传感器保护层11的材料是热硬化聚酰亚胺树脂。即，在第二实施例中，同样，闪烁体保护层23的主要成分与传感器保护层11的主要成分相同。这可使得闪烁体保护层23和传感器保护层11具有相近的折射率。这可使得能够减小闪烁体保护层23和传感器保护层11之间的界面上的光的反射并提高灵敏度和分辨率。形成闪烁体保护层23的热塑性和热硬化聚酰亚胺区域具有1.6～1.7的折射率。形成传感器保护层11的热硬化聚酰亚胺树脂具有1.7的折射率。

热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂是包含有机溶剂可溶聚酰亚胺、环氧树脂化合物和潜伏性固化剂(latent hardener)的树脂。环氧树脂化合物包含固体环氧树脂化合物和液体环氧树脂化合物。有机溶剂可溶聚酰亚胺是主要成分。热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂在其温度上升并且超过第一温度(例如，30℃)时开始降低粘度并且当温度超过比第一温度高的第二温度(例如，40℃)时显现粘接性。热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂在温度超过比第二温度高的第三温度(例如，110℃)时进一步开始增加粘度(硬度)，并且在温度超过比第三温度高的第四温度(例如，160℃)时丧失粘接性。在这种情况下，例如，即使恒温状态下被放置，热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂也可在高于或等于第二温度且低于第三温度的温度下保持粘接性5分钟或更长的时间，但是，在第三温度或更高的温度下，在比5分钟短的时间内丧失粘接性。

以下描述根据第二实施例的放射线检测装置RD的制造方法。该制造方法包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，通过使闪烁体保护层23与闪烁体层21接合以保护闪烁体层21来制造闪烁体面板200。更具体而言，在第一步骤中，通过加热闪烁体保护层23降低其粘度并然后通过冷却闪烁体保护层23增加粘度，使闪烁体保护层23与闪烁体层21接合。在第二步骤中，包含传感器阵列10和传感器保护层11的传感器面板100与闪烁体面板200接合。更具体而言，在第二步骤中，通过加热闪烁体保护层23降低其粘度并然后通过进一步加热闪烁体保护层23增加粘度，使闪烁体面板200与传感器面板100接合。

热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂可在成型为片材之后使用。可以通过均匀混合构成聚酰亚胺树脂的成分并然后在用塑料部件等夹紧它的同时执行聚酰亚胺树脂的压延(rolling)(例如，辊压延)使热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂成型为片材。还能够用热塑性聚酰亚胺和溶剂的清漆状混合物涂敷塑料膜并且在脱溶剂的状态下将得到的结构加工成片材。

在第一步骤中，片状热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂被设置在支撑基板20上以覆盖在其上面形成的闪烁体层21，并且，聚酰亚胺树脂在闪烁体层21上被热压。这使闪烁体层21与闪烁体保护层23接合。

在聚酰亚胺树脂的粘度降低的40℃～150℃的温度范围下，作为闪烁体保护层23的热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂通过加热层叠或真空加热层叠与闪烁体层21接合。在这种状态下，作为闪烁体保护层23的热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂具有热塑性材料的功能。冷却(强制冷却或自然冷却)作为闪烁体保护层23的热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂将增加粘度并使聚酰亚胺树脂与闪烁体层21接合。

在第二步骤中，通过将闪烁体面板200热压到安装于基台90上的传感器阵列10上，使传感器面板100与闪烁体面板200接合。能够在100℃或更高的温度和0.1MPa或更大的压力下执行该热压。可在大于或等于120℃且小于或等于300℃的温度范围中的温度下通过加热层叠或真空加热层叠完成第二步骤。这使得闪烁体保护层23与传感器面板100的传感器保护层13热硬化地紧密接触，由此使闪烁体面板200与传感器面板100接合。

参照图3描述根据本发明的第三实施例的放射线检测装置RD。在第三实施例中没有提到的事项可遵从第二实施例。在根据第三实施例的放射线检测装置RD中，闪烁体面板200与第二实施例中的闪烁体面板200相同。作为第二实施例中的传感器保护层11的替代，传感器面板100包含传感器保护层13。与第二实施例中的闪烁体保护层23同样，传感器保护层13由热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂形成。能够以与第一实施例中的使作为闪烁体保护层23的热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂与闪烁体层21接合时相同的方式使作为传感器保护层13的热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂与传感器阵列10接合。该配置可使得闪烁体保护层23和传感器保护层13具有相近的折射率，并由此可减少闪烁体保护层23和传感器保护层13之间的界面上的光的反射并提高灵敏度和分辨率。

参照图4描述根据本发明的第四实施例的放射线检测装置RD。在第四实施例中没有提到的事项可遵从第一和第二实施例。第四实施例中的传感器面板100与第二实施例中的传感器面板100相同。通过在第三实施例中的闪烁体面板200的闪烁体层21和闪烁体保护层23之间设置附加的闪烁体保护层24，获得第四实施例中的闪烁体面板200。附加的闪烁体保护层24可由帕利灵(parylene)形成。帕利灵是可通过使用真空装置通过等离子聚合方法形成的有机材料。该材料对于微细的三维部分具有良好的粘接性。当使用可形成柱晶结构的CSI:Tl等作为闪烁体层21的材料时，特别地，形成之后的闪烁体层21由于湿度表现特性的明显劣化。这使得难以在大气中作业或存放该层。可以通过在真空中在除湿状态下使用帕利灵来形成保护层。

在高真空状态中形成闪烁体层21之后，在保持高真空状态的同时，形成由帕利灵制成的闪烁体保护层24。由帕利灵制成的闪烁体保护层24可具有可在大气中确保高耐湿性的厚度，例如，在几μm到几十μm范围中的厚度。然后，闪烁体保护层23可由片状的热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂形成。该结构有利在于，在能够不使荧光特性劣化的同时获得高的耐湿性。以上示例的结构具有两个闪烁体保护层23和24。但是，能够设置三个或更多个闪烁体保护层。

形成闪烁体保护层24的帕利灵具有1.65的折射率。形成闪烁体保护层23的热塑性和热硬化聚酰亚胺树脂具有1.6～1.7的折射率。形成传感器保护层11的热硬化聚酰胺树脂具有1.7的折射率。因此，这些层之间的界面上的反射较少，并且，灵敏度和分辨率的劣化被抑制。

参照图5描述包括由第一到第四实施例代表的放射线检测装置RD的放射线检测系统。通过X射线管(放射线源)6050产生的X射线6060透过患者或被检体(被检者)6061的胸部区域6062并且入射到放射线检测装置RD上。入射的X射线包含被检体6061的体内区域的信息。放射线检测装置RD通过使用闪烁体层将入射的X射线转换成光，并且通过使用传感器阵列检测光。这可获得包含被检体6061的体内部位的信息的图像。该图像可在被图像处理器(处理单元)6070处理时在控制室内的显示器6080上被显示。可以通过使用诸如电话线6090的传送处理单元将该图像传送到远程位置。该图像可在诸如医生室的另一场所内的显示器6081上被显示，或者被存储于作为记录单元的光盘等中。这允许远程位置的医生执行诊断。还可以通过使用膜处理器6100在作为记录介质的膜6110上记录图像。并且，可通过使用激光打印机作为记录单元在纸上打印图像。

虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式和等同的结构和功能。

Claims (6)

1.一种放射线检测装置，包括：

闪烁体面板，包含将放射线转换成光的闪烁体层和保护闪烁体层的闪烁体保护层；和

传感器面板，包含其中布置有检测来自闪烁体层的光的多个光电转换器的传感器阵列和被布置在传感器阵列与闪烁体保护层之间的传感器保护层，

其中，通过使用闪烁体保护层作为粘接性材料使闪烁体层与传感器保护层粘接，使闪烁体面板与传感器面板接合，并且，

闪烁体保护层的主要成分与传感器保护层的主要成分相同。

2.根据权利要求1的装置，其中，形成闪烁体保护层和传感器保护层的材料包含热熔性树脂。

3.根据权利要求1的装置，其中，闪烁体保护层由包含聚酰亚胺树脂的材料形成，该材料在温度升高为超过第一温度时开始降低粘度，在温度超过比第一温度高的第二温度时显现粘接性，在温度超过比第二温度高的第三温度时开始增加粘度，并且，在温度超过比第三温度高的第四温度时丧失粘接性，并且，

形成传感器保护层的材料包含聚酰亚胺树脂。

4.根据权利要求1的装置，其中，形成闪烁体保护层和传感器保护层的材料在温度升高为超过第一温度时开始降低粘度，在温度超过比第一温度高的第二温度时显现粘接性，在温度超过比第二温度高的第三温度时开始增加粘度，并且，在温度超过比第三温度高的第四温度时丧失粘接性。

5.一种放射线检测装置的制造方法，该方法包括：

第一步骤，通过使闪烁体保护层与将放射线转换成光的闪烁体层接合以保护闪烁体层，来制造闪烁体面板；和

第二步骤，使闪烁体面板与传感器面板接合，所述传感器面板包含其中布置有检测来自闪烁体层的光的多个光电转换器的传感器阵列和传感器保护层，使得传感器保护层被布置在传感器阵列和闪烁体保护层之间，

其中，在第一步骤中，通过加热闪烁体保护层降低闪烁体保护层的粘度，然后通过冷却闪烁体保护层增加粘度，使闪烁体保护层与闪烁体层接合，并且，

在第二步骤中，通过使用闪烁体保护层作为粘接性材料，通过加热闪烁体保护层降低闪烁体保护层的粘度，然后通过进一步加热闪烁体保护层增加粘度，使闪烁体面板与传感器面板接合，

其中，闪烁体保护层的主要成分与传感器保护层的主要成分相同。

6.一种放射线检测系统，包括：

放射线源；和

在权利要求1中限定的放射线检测装置，所述放射线检测装置被配置为检测从放射线源发射并透过被检体的放射线。