DE102011083692A1 - Strahlentherapievorrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strahlentherapievorrichtung mit einer Strahlenquelle (101) zur Aussendung von Röntgen-Therapiestrahlung (104, 14), einem der Strahlenquelle (101) gegenüberliegend angeordneten Detektor (102) mit mehreren Detektorelementen, und einem mit dem Detektor (102) verbundenen Auswertemittel (103). Die erfindungsgemäße Strahlentherapievorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass jedes Detektorelement auf einem Substrat (2) eine untere Elektrode (3), zumindest eine aktive organische Schicht (5), darauf eine obere Elektrode (6) und darauf eine Metallschicht (8) umfasst, wobei in der aktiven Schicht (5) in einer halbleitenden organischen Matrix halbleitende Nanopartikel (7) eingearbeitet sind, die eine direkte Konversion von Röntgenstrahlung in elektrische Ladungen ermöglichen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Strahlentherapievorrichtung mit einer Strahlenquelle zur Aussendung von Röntgen-Therapiestrahlung, einem der Strahlenquelle gegenüberliegend angeordneten Detektor mit mehreren Detektorelementen, und einem mit dem Detektor verbundenen Auswertemittel.
  • Im Stand der Technik ist aus der WO 01/60236 ist eine Vorrichtung zur Durchführung einer Strahlentherapie zu entnehmen, die neben einer Strahlentherapievorrichtung zum Erzeugen von Röntgen- oder Partikelstrahlen ein bildgebendes Diagnosegerät in Form eines Cone-Beam-Computertomographen umfasst. Dabei ist der Cone-Beam-Computertomograph derart ausgestaltet, direkt während einer Strahlentherapiebehandlung die Lage des zu bestrahlenden Gewebes zu erfassen und die Strahlentherapievorrichtung entsprechend anzupassen. Es handelt sich insgesamt um eine so genannte On-Line-Behandlungsplanung, wobei die On-line gewonnenen 3D-Bildaufnahmen des Cone-Beam-Computertomographen direkt zu einer veränderten Bestrahlung führen.
  • Im Stand der Technik ist weiterhin von der Firma SIEMENS mit „In-Line kView Imaging“ eine Bildgebungsmethode für eine Strahlentherapie bekannt, bei der ein für die Bildgebung optimierter Behandlungsstrahl einer Strahlentherapievorrichtung bspw. zur Aufnahme eines Tumors genutzt wird, um dessen Lage vor der Durchführung des Strahlentherapie zu überprüfen. Weiterhin umfasst „In-Line kView Imaging“ eine bildgeführte Strahlentherapie (engl. „Image Guided Radiation Therapy“, IGRT). Dabei wird ein für die Bildgebung optimierter Behandlungsstrahl genutzt, um 2D- und 3D-Aufnahmen bspw. eines Tumors sowie des umliegenden Gewebes zu erzeugen. Die erzielte Bildqualität dieser Aufnahmen ist mit der von Röntgenbildern vergleichbar, erfordert aber eine geringere Dosis als das in der Strahlentherapie üblicherweise verwendete MV-Bildgebungsverfahren. Die erzeugten Aufnahmen vergleicht der behandelnde Arzt bspw. mit einem Computertomografie-Bild aus der Strahlungstherapie-Planung, um bei einer Verlagerung des Tumors/ des Zielvolumens oder einer inkorrekten Patientenposition noch vor der Bestrahlungsbehandlung die Lagerung des Patienten anzupassen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Strahlentherapie (Strahlentherapievorrichtung) anzugeben, mit der Aufnahmen eines in der Strahlentherapievorrichtung angeordneten Untersuchungsobjektes mit geringem Aufwand mit hoher Auflösung erzeugbar sind. Die Aufnahmen sollen insbesondere der Ermittlung und Überwachung der Strahlführung der Strahlentherapievorrichtung dienen.
  • Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.
  • Die Aufgabe ist mit einer Strahlentherapievorrichtung gelöst, die eine Strahlenquelle zur Aussendung von Röntgen-Therapiestrahlung, eine der Strahlenquelle gegenüberliegend angeordneten Detektor mit mehreren Detektorelementen, und ein mit dem Detektor verbundenes Auswertemittel umfasst. Die erfindungsgemäße Strahlentherapievorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass jedes Detektorelement auf einem Substrat eine untere Elektrode, zumindest eine aktive organische Schicht, darauf eine obere Elektrode und darauf eine Metallschicht umfasst, wobei in der aktiven Schicht in einer halbleitenden organischen Matrix halbleitende Nanopartikel eingearbeitet sind, die eine direkte Konversion von Röntgenstrahlung in elektrische Ladungen ermöglichen.
  • Die Strahlenquelle ist derart ausgeführt und eingerichtet, dass Röntgen-Therapiestrahlung mit einer Energie bevorzugt im Bereich von 250 KeV bis 10 MeV, oder im Bereich von 1 MeV bis 10 MeV oder im Bereich von 1 bis 5 MeV insbesondere mit 2 MeV, 3 MeV, 4 MeV, 6 MeV, 8 MeV, oder 9 MeV aussendbar ist. Die Strahlenquelle erzeugt mithin eine hochenergetische Röntgen-Therapiestrahlung, die insbesondere im MeV-Bereich liegt. Die Röntgen-Therapiestrahlung wird nach einem Durchdringen des zwischen Strahlenquelle und Detektor angeordneten Untersuchungsobjektes (bspw. eines Patienten) von dem Detektor bzw. der Vielzahl von Detektorelementen erfasst.
  • Dabei trifft die von der Strahlungsquelle ausgesandte Röntgen-Therapiestrahlung nach Durchdringen des Untersuchungsobjektes zunächst auf die Metallschicht der jeweiligen Detektorelemente. Die Metallschicht weist bevorzugt eine Schichtdicke im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm, oder im Bereich von 1 mm bis 3 mm, oder von 2 mm auf. In der Metallschicht wird die einfallende hochenergetische Röntgenstrahlung (MeV-Quanten) durch Compton-Streuung in niederenergetische Röntgenstrahlung (KeV-Quanten) gewandelt.
  • Die in der Metallplatte erzeugte niederenergetische Röntgenstrahlung wird anschließend in der organischen Schicht von den Nanopartikeln (Szintillatorpartikeln) absorbiert und in Photonen des sichtbaren Spektrums konvertiert (Szintillation). Das Szintillationslicht wird in unmittelbarer Umgebung der Nanopartikel von der bevorzugt photoleitenden organischen Matrix (bspw. bestehend aus einem photoleitendem Polymer) absorbiert und in Ladungsträger umgewandelt, die durch Anlegen eines elektrischen Feldes über die beiden Elektroden als Stromsignal registriert werden.
  • Somit erfolgt im erfindungsgemäßen Detektor die Konversion der Röntgenstrahlung in derselben Schicht wie die Erzeugung der elektrischen Ladungen. Dadurch wird gewährleistet, dass für Röntgenaufnahmen eine hohe Auflösung erreichbar ist.
  • Vorliegend sind daher keine zwei Strahlungsquellen, d.h. eine zum Aussenden von hochenergetischer Therapiestrahlung und eine zum Aussenden niederenergetischer Röntgenstrahlung zur Bildaufnahme, erforderlich. Die Strahlentherapie sowie die Aufnahmen können vielmehr gleichzeitig erfolgen, wobei die Strahlenquelle hochenergetische Röntgen-Therapiestrahlung aussendet.
  • Die Konversion der Röntgenstrahlung in der mit Nanopartikel, bevorzugt kolloidale Nanopartikel, modifizierten organischen Schicht wird durch die Energielücke in Halbleiterkristallen erreicht, die auch quantisiert wie im Falle von sehr kleinen Nanokristallen vorliegen kann. Werden Photonen oder hochenergetische Röntgenquanten mit einer Energie größer als die Energielücke des Halbleiterkristalls absorbiert, werden Exzitonen (Elektron-Loch-Paare) generiert. Wird die Größe des Nanokristalls in allen 3 Dimensionen reduziert, wird die Anzahl der Energieniveaus reduziert und die Größe der Energielücke zwischen dem quantisierten Valenz- und Leitfähigkeitsband wird abhängig vom Durchmesser des Kristalles und damit ändern sich auch deren Absorptions- oder Emissionsverhalten. So kann beispielsweise die Energielücke von PbS von ca. 0,42 eV (entsprechend einer Lichtwellenlänge von ca. 3 pm) in Nanokristallen mit einer Größe von ca. 10 nm auf 1eV (entsprechend einer Lichtwellenlänge von 1240 nm) angehoben werden.
  • Röntgenstrahlung, die von Nanopartikel oder Nanokristallen absorbiert werden, generieren Exzitonen. Die daraus entstehenden Elektron-Loch-Paare im organischen Halbleiter werden im elektrischen Feld bzw. an den Grenzflächen organischen Halbleiter und Nanokristalle aufgetrennt und können durch Perkolationspfade zu den entsprechenden Elektroden als "Photostrom" abfließen.
  • Bevorzugt werden verschiedene halbleitende Nanopartikel oder Mischungen verschiedener Nanopartikel, insbesondere in Form von Kristallen, eingesetzt. Bevorzugt werden in die halbleitende Schicht halbleitende Nanokristalle eingearbeitet, die wiederum bevorzugt durch chemische Synthese hergestellt werden.
  • Weiterhin bevorzugt bestehen die Nanopartikel aus Verbindungshalbleitern der Gruppe lI-VI oder der Gruppe III-V. Auch Halbleiter der Gruppe IV können eingesetzt werden. Ideale Nanopartikel weisen eine hohe Röntgenabsorption auf, wie bspw. Bleisulfid (PbS), Bleiselendid (PbSe), Quecksilbersulfid (HgS), Quecksilberselenid (HgSe), Quecksilbertellurid (HgTe). Hableitende Nanopartikel oder Nanokristalle bei denen Quantisierung der Energieniveaus auftrifft (Quantum Dots) umfassen Durchmesser von 1 bis typischerweise 20 nm, bevorzugt 1 bis 15 nm und insbesondere bevorzugt von 1 bis 10nm. Bei größerem Durchmesser der halbleitenden Nanokristalle weisen diese Bulkeigenschaften auf, die ebenfalls für Direktkonversion ausgenützt werden können.
  • Die Ausgangssubstanz der organischen aktiven Schicht des Photodetektors liegt bevorzugt gelöst oder als Suspension in einem Lösungsmittel vor und wird durch nasschemische Prozessschritte (Schleudern, Rakeln, Drucken, Doctor Blading, Sprühbeschichtung, Walzen usw.) auf eine untere Schicht wie beispielsweise ein Charge-Coupled Device (CCD) oder ein Dünnfilmtransistor (Thin Film Transistor; TFT) Panel aufgebracht. Die Schichtdicken liegen je nach Herstellungsverfahren im Nanometer bzw. Mikrometerbereich.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strahlentherapievorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass in der aktiven organischen Schicht zusätzlich Metallpartikel, Metalloxidpartikel, oder Metallpartikel mit einer Oxid- oder Szintillatorschicht enthalten sind, wobei das Metall ein Schwermetall ist. Diese Metallpartikel erhöhen die Konversion von hochenergetischer Strahlung (MeV-Röntgenstrahlung) in niederenergetische Röntgenstrahlun (keV-Strahlung). Bevorzugt besteht das Metall aus einem oder mehreren der folgenden Elemente: Mo, TC, Ru, Rh, Pd, Ag, Hf, Ta, W, Re, OS, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, und/oder Pb. Im Gegensatz zu klassischen Röntgenverstärkerfolien verschlechtert sich hierbei die Ortsauflösung durch zunehmende optische Streuung nicht, da nicht wie bei üblichen Verstärkerfolien Licht über längere Strecken (Schichtdicke) geleitet wird, sondern vorliegend Ladungsträger.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strahlentherapievorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Metallschicht und die obere Elektrode aus einem identischen Material bestehen und als eine homogene Schicht ausgebildet sind.
  • Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strahlentherapievorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Auswertemittel derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass auf Basis einer vom Detektor erfassten Strahlung Bilddaten erzeugbar sind. Diese Bilddaten können von einem Bediener der Strahlentherapievorrichtung genutzt werden, um Veränderungen des Zielvolumens für die Strahlentherapie zu erkennen und entsprechend Parameter der Strahlentherapie anzupassen.
  • Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Strahlentherapievorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Auswertemittel weiterhin derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass auf Basis der Bilddaten Steuerdaten/Steuersignale an die Strahlenquelle gesendet werden, die eine Strahlrichtung der von der Strahlenquelle ausgesandten Strahlung steuern. In diesem Fall erfolgen durch das Auswertemittel eine automatische Auswertung eines aktuell erzeugten Bildes und ein automatischer Vergleich dieses Bildes mit einem Ursprungsbild vom Zielvolumen, das der ursprünglichen Strahlentherapieplanung zugrundelag. Treten bei diesem Vergleich Abweichungen des Zielvolumens oder Abweichungen im Material des Zielvolumens auf, so erfolgt bevorzugt eine automatische (online) Anpassung von Parametern der Strahlentherapie.
  • Mit der erfindungsgemäßen Strahlentherapievorrichtung ist es gelungen einen einfachen und kompakten Aufbau zu realisieren, der es erlaubt, hochaufgelöste Röntgenbilder auch während einer Strahlentherapiebehandlung zu erzeugen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen im Einzelnen:
  • 1 eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Strahlentherapievorrichtung,
  • 2 eine schematisierte Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Detektors,
  • 3 eine schematisierte Darstellung einer zweiten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Detektors, und
  • 4 eine schematisierte Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Detektors.
  • 1 zeigt eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Strahlentherapievorrichtung. Die Strahlentherapievorrichtung umfasst eine Strahlenquelle 101, mit der hochenergetische Röntgen-Therapiestrahlung 104 aussendbar ist, einen Detektor 102, der eine Vielzahl von Detektorelementen (nicht dargestellt) umfasst, und ein Auswertesystem 103, das vorliegend derart ausgeführt ist, dass auf Basis einer vom Detektor erfassten Strahlung Bilddaten erzeugbar sind und dass weiterhin auf Basis der erzeugten Bilddaten Steuerdaten/Steuersignale generiert und an die Strahlenquelle 101 gesendet werden, die eine Strahlrichtung und/oder eine Strahlungsenergie der von der Strahlenquelle ausgesandten Strahlung 104 steuern.
  • 2 zeigt eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Detektors 102. Der Detektor 102 ist vorliegend auf einem Glassubstrat 2 aufgebaut. Auf dem Glassubstrat 2 ist ein anorganisches Transistorarray (untere Passivierungsschicht) 12 mit a-Si-TFT also amorphem Silizium-Dünnfilmtransistoren angeordnet. Das strukturierte Transistorarray 12 weist Durchkontakte 9 zur Drain Elektroden 13 der unteren Elektrodenschicht 3 auf. Das strukturierte Array 12 definiert vorliegend die entsprechenden Detektorelemente, wobei die Detektorelemente sonst durchgehende, gemeinsame Schichten 3, 4, 5, 6, 8 aufweisen.
  • Auf der unteren Elektrodenschicht 3 ist eine optionale Lochtransportschicht 4 (bevorzugt eine PEDOT/PSS Schicht) und darauf die aktive organische Schicht 5 angeordnet. In die anorganische photoleitfähige (Polymer-)Schicht 5, die beispielsweise eine Dicke im Bereich von 0,1 bis zu 100 µm sind kolloidale Nanopartikel 7 eingebettet. Als Absorber wirkt in der organischen Schicht 5 eine Bulk Heterojunction aus Elektronenakzeptor oder Elektronendonor mit eingebetteten halbleitenden Nanopartikel oder Nanokristallen.
  • Auf der aktiven organischen Schicht 5 ist die obere Elektrode 6 und darauf eine 2 mm dicke Metallschicht 8 aus Cu angeordnet. Auf die Metallschicht 8 treffende hochenergetische Röntgenstrahlung 14, 104 (im MeV-Bereich) wird innerhalb der Metallschicht 8 auf niederenergetische Röntgenstrahlung (im KeV-Bereich) moderiert. Die Konversion des Röntgenstrahls 14, 104 findet vorliegend direkt in der organischen Schicht 5 statt.
  • Ein Röntgenstrahl 14, 104 der auf einen Nanopartikel 7 trifft, wird dort absorbiert und ein Exziton (nicht gezeigt) daraus freigesetzt. Es entsteht ein Ladungsträger-Paar, wie gezeigt ein Elektron 15 und ein Loch 16 umfassend.
  • Die 2 zeigt weiterhin, dass das Substrat 2 und die untere Passivierungsschicht 12 zusammen mit der unteren strukturierten Elektrode 3 die kommerziell erhältliche Backplane 10 bilden, wohingegen der obere Teil des Device mit der aktiven organischen Schicht 5 die Frontplane 11 darstellen
  • Vorzugsweise weist die organische Schicht 5 ein vertikales Schichtsystem auf, wobei zwischen einer unteren Indium-Zinn-Oxid-Elektrode (ITO-Elektrode) 3 und einer oberen, beispielsweise Aluminium umfassenden Elektrode 6 sich eine PEDOT-Schicht mit einem P3HT-PCBM-Blend befindet. Der Blend aus den beiden Komponenten P3HT (Poly(hexylthiophene)-2-5-diyl) als Absorber und/oder Lochtransportkomponente und PCBM Phenyl-C61- als Elektronenakzeptor und/oder Elektronendonor wirkt als so genannte „bulk-heterojunction", das heißt die Trennung der Ladungsträger erfolgt an den Grenzflächen der beiden Materialien, die sich innerhalb des gesamten Schichtvolumens ausbilden. Die Lösung kann durch Ersetzen oder Zumischen weiterer Materialien modifiziert werden.
  • 3 zeigt eine schematisierte Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Detektors, der sich von dem Detektor der 2 dadurch unterscheidet, dass die Metallschicht 8 und die obere Elektrode 6 aus einem identischen Material besteht und somit als eine homogene Elektroden/Metallschicht 18 ausgebildet sind. Dies vereinfacht insbesondere den Fertigungsvorgang des Detektors.
  • 4 zeigt eine schematisierte Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Detektors, der sich von dem Detektor der 2 dadurch unterscheidet, dass zischen der Metallschicht 8 und der oberen Elektrode 6 eine Passivierungsschicht 17 eingefügt ist, insbesondere aus einem elektrisch nichtleitenden Material.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) sind in der aktiven organischen Schicht 5 zusätzliche Partikel enthalten, die die Konversion der MeV-Quanten in Röntgenquanten erhöhen. Dies sind insbesondere Metallpartikel oder Metalloxid-partikel (elektrisch isolierend) oder Metallpartikel mit einer Oxidschicht oder Szintillatorschicht (Core-Shell-Partikel), jeweils aus Elementen mit hoher Ordnungszahl (z.B. W, Mo, Pb).
  • Die erfindungsgemäße Strahlentherapievorrichtung ermöglicht eine höhere Bildauflösung von Transmissionsbildern bei der Hochenergie-Strahlentherapie und somit eine genauere Überwachung und Steuerung von Parametern der Strahlentherapie.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 01/60236 [0002]

Claims (10)

  1. Strahlentherapievorrichtung mit einer Strahlenquelle (101) zur Aussendung von Röntgen-Therapiestrahlung (104, 14), einem der Strahlenquelle (101) gegenüberliegend angeordneten Detektor (102) mit mehreren Detektorelementen, und einem mit dem Detektor (102) verbundenen Auswertemittel (103), dadurch gekennzeichnet, dass jedes Detektorelement auf einem Substrat (2) eine untere Elektrode (3), zumindest eine aktive organische Schicht (5), darauf eine obere Elektrode (6) und darauf eine Metallschicht (8) umfasst, wobei in der aktiven Schicht (5) in einer halbleitenden organischen Matrix halbleitende Nanopartikel (7) eingearbeitet sind, die eine direkte Konversion von Röntgenstrahlung in elektrische Ladungen ermöglichen.
  2. Strahlentherapievorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertemittel (103) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass auf Basis einer vom Detektor (102) erfassten Strahlung (104, 14) Bilddaten erzeugbar sind.
  3. Strahlentherapievorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertemittel (103) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass auf Basis der Bilddaten Steuerdaten/Steuersignale an die Strahlenquelle (101) gesendet werden, die eine Strahlrichtung und/oder eine Strahlungsenergie der von der Strahlenquelle (101) ausgesandten Röntgen-Therapiestrahlung (104, 14) steuern.
  4. Strahlentherapievorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlenquelle (101) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass Röntgen-Therapiestrahlung (104, 14) mit einer Energie im Bereich von 250 KeV bis 10 MeV, oder im Bereich von 1 MeV bis 10 MeV oder im Bereich von 1 bis 5 MeV insbesondere mit 2 MeV, 3 MeV, 4 MeV, 6 MeV, 8 MeV, oder 9 MeV aussendbar ist.
  5. Strahlentherapievorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (8) eine Schichtdicke im Bereich von 0,1 mm bis 5 mm, oder im Bereich von 1 mm bis 3 mm, oder von 2 mm aufweist.
  6. Strahlentherapievorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (8) und die obere Elektrode (6) aus einem identischen Material bestehen und als eine homogene Schicht ausgebildet sind.
  7. Strahlentherapievorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel (7) in Form von Nanokristallen vorliegen.
  8. Strahlentherapievorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel (7) Verbindungshalbleiter der Gruppe II-VI, der Gruppe IV oder der Gruppe III-V sind.
  9. Strahlentherapievorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanopartikel aus Bleisulfid PbS, Bleiselendid PbSe, Quecksilbersulfid HgS, Quecksilberselenid HgSe und/oder Quecksilbertellurid sind.
  10. Strahlentherapievorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der aktiven organischen Schicht (6) zusätzlich Metallpartikel, Metalloxidpartikel, oder Metallpartikel mit einer Oxid- oder Szintillatorschicht enthalten sind, wobei das Metall ein Schwermetall ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013226365A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Hybrid-organischer Röntgendetektor mit leitfähigen Kanälen
EP3055712A1 (de) * 2013-12-18 2016-08-17 Siemens Healthcare GmbH Konversionsfolie zur konversion von ionisierender strahlung, strahlungsdetektor und verfahren zu herstellung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001060236A2 (en) 2000-02-18 2001-08-23 William Beaumont Hospital Cone-beam computerized tomography with a flat-panel imager
US20040227095A1 (en) * 1999-09-23 2004-11-18 Jean-Louis Gerstenmayer Radiation detector using a composite material and process for manufacturing this detector
US20090179155A1 (en) * 2008-01-14 2009-07-16 Irving Weinberg Radiation Detector Assembly, Radiation Detector, and Method for Radiation Detection
WO2009156419A1 (de) * 2008-06-25 2009-12-30 Siemens Aktiengesellschaft Photodetektor und verfahren zur herstellung dazu

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040227095A1 (en) * 1999-09-23 2004-11-18 Jean-Louis Gerstenmayer Radiation detector using a composite material and process for manufacturing this detector
WO2001060236A2 (en) 2000-02-18 2001-08-23 William Beaumont Hospital Cone-beam computerized tomography with a flat-panel imager
US20090179155A1 (en) * 2008-01-14 2009-07-16 Irving Weinberg Radiation Detector Assembly, Radiation Detector, and Method for Radiation Detection
WO2009156419A1 (de) * 2008-06-25 2009-12-30 Siemens Aktiengesellschaft Photodetektor und verfahren zur herstellung dazu

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013226365A1 (de) * 2013-12-18 2015-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Hybrid-organischer Röntgendetektor mit leitfähigen Kanälen
EP3055712A1 (de) * 2013-12-18 2016-08-17 Siemens Healthcare GmbH Konversionsfolie zur konversion von ionisierender strahlung, strahlungsdetektor und verfahren zu herstellung
US9869773B2 (en) 2013-12-18 2018-01-16 Siemens Aktiengesellschaft Hybrid-organic X-ray detector with conductive channels

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