DE19850116A1 - Strahlungsdetektor mit mehreren Leuchtstoffkörpern, die durch einen Trennkörper optisch gegeneinander isoliert sind, Verwendung des Strahlungsdetektors und Trennkörper - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor zur ortsauflösenden Detektion einer Strahlung. Der Strahlungsdetektor weist mindestens zwei mit Hilfe eines Trennkörpers optisch voneinander getrennte Leuchtstoffkörper auf. Der Trennkörper beispielsweise in Form einer gefalteten Kunststoffolie steht mit einer minimalen Anzahl an Berührungspunkten in einem reibschlüssigen Kontakt mit einem Leuchtstoffkörper. Zudem liegt eine homogene optische Phasengrenze zwischen Leuchtstoffkörper und umgebendem Medium vor. Beides trägt zu einer fehlerfreien Bildgebung in einem Computertomographen bei.

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein Strahlungsdetektor der ge­ nannten Art ist aus DE 38 29 912 A1 bekannt. Neben dem Strah­ lungsdetektor wird eine Verwendung des Strahlungsdetektors angegeben. Darüber hinaus hat die Erfindung einen entspre­ chenden Trennkörper zum Gegenstand.

Ein Nachweis einer hochenergetischen Strahlung kann mit Hilfe eines Strahlungsdetektors geführt werden, der aus einem Leuchtstoffkörper mit einem Leuchtstoff (Szintillator) und einem Photodetektor besteht. Der Leuchtstoff konvertiert die hochenergetische Strahlung, beispielsweise Röntgenstrahlung, in eine niederenergetische Strahlung, beispielsweise sichtba­ res Licht. Diese niederenergetische Strahlung wird von dem Photodetektor in ein elektrisches Signal umgewandelt, das weiterverarbeitet wird.

Für einen Einsatz in der Computertomographie ist es notwen­ dig, daß der Nachweis der Strahlung ortsauflösend gelingt. Dazu ist der Strahlungsdetektor optisch segmentiert. Der aus DE 38 29 912 A1 bekannte Strahlungsdetektor ist ein segmentier­ ter Detektor für Röntgenstrahlung. Dabei besteht ein Segment des Detektors aus einem Leuchtstoffkörper und einer auf einer Oberfläche des Leuchtstoffkörpers angebrachten und mit dem Leuchtstoffkörper optisch gekoppelten Photodiode. Mehrere Segmente sind nebeneinander so angeordnet, daß die einzelnen Leuchtstoffkörper optisch gegeneinander isoliert sind. Dazu ist zwischen den Leuchtstoffkörpern ein schichtförmiger Trennkörper eingesetzt, der für Licht oder andere Strahlung opak bzw. undurchlässig ist. Im vorliegenden Fall ist der Trennkörper eine Molybdänschicht, auf die beidseitig eine Aluminiumschicht aufgebracht ist. Der Trennkörper verhindert, daß das Licht, das in einem Leuchtstoffkörper eines Segments erzeugt wird, in ein benachbartes Segment abstrahlt. Durch die das Licht reflektierende Aluminiumschicht wird zudem eine Lichtempfindlichkeit und damit ein Wirkungsgrad des Computer­ tomographen erhöht.

Eine dazu alternative Lösung geht aus DE 196 43 644 C1 her­ vor. Dabei besteht der Trennkörper aus einer Aluminium­ schicht, die beidseitig eine TiO₂-Schicht aufweist. Der Trennkörper wird im Verlauf des Herstellungsverfahrens des Strahlungsdetektors (Strahlungsdetektorarray) auf einen Leuchtstoffkörper mit Hilfe eines Epoxidharzes aufgeklebt. Mehrere derartig beschichtete Leuchtstoffkörper werden so übereinander gestapelt, daß ein Trennkörper zwischen zwei Leuchtstoffkörper angeordnet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, aufzuzeigen, wie in einem Strahlungsdetektor eine verbesserte Ortauflösung auf eine einfache Weise erreicht werden kann.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Strahlungsdetektor nach An­ spruch 1 angegeben. Gemäß dieser Lösung weist der Strahlungs­ detektor mindestens zwei Leuchtstoffkörper auf, die minde­ stens einen Leuchtstoff zu einer Umwandlung einer Strahlung in Licht aufweisen, einen zwischen den Leuchtstoffkörpern an­ geordneten Zwischenraum mit einer Ausdehnung und mindestens einen das Licht reflektierenden und/oder für das Licht opaken Trennkörper, der zu einer optischen Trennung der Leucht­ stoffkörper in dem Zwischenraum angeordnet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Trennkörper und einem Leucht­ stoffkörper ein Abstand, und innerhalb des Abstands ein Me­ dium vorhanden ist, das einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als ein Brechungsindex eines Leuchtstoffkörpers.

Der Strahlungsdetektor verfügt beispielsweise über stäbchen­ förmige, nebeneinander angeordnete Leuchtstoffkörper, die durch Zwischenräume voneinander getrennt sind und so nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Ein Zwischenraum kann insbesondere ein Graben sein.

Unter der Strahlung ist vor allem hochenergetische, elektro­ magnetische Strahlung wie Röntgenstrahlung zu verstehen. Energiereiche UV-Strahlung ist ebenso denkbar. Mit Hilfe des Stahlungsdetektors kann aber auch eine Teichenstrahlung, bei­ spielsweise Neutronenstrahlung, nachgewiesen werden.

Der Leuchtstoff eines Leuchtstoffkörpers absorbiert die Strahlung unter Emission einer niederenergetischen, elektro­ magnetischen Strahlung, beispielsweise in Form sichtbaren Lichts (Lumineszenzlicht).

Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, die Leucht­ stoffkörper durch eine geeignete Maßnahme optisch gegeneinan­ der zu isolieren. Dies gelingt mit Hilfe eines besonders ge­ arteten Trennkörpers der in einem Zwischenraum zwischen zwei Leuchtstoffkörper angeordnet ist und durch eine gezielte Be­ einflussung eines optischen Phasenübergangs vom Leucht­ stoffkörper zum angrenzenden Medium des Zwischenraums.

Eine optische Trennwirkung zwischen den Leuchtstoffkörpern wird allein schon dadurch erreicht, daß ein optische Phasen­ grenze zwischen einem Leuchtstoffkörper und dem angrenzenden Medium vorliegt. Besonders günstig ist es, wenn das Medium einen niedrigeren Brechungsindex aufweist, als der Leucht­ stoffkörper. Wird ein in einem Leuchtstoffkörper entstandenes Lichtquant in Richtung der optischen Phasengrenze abge­ strahlt, kommt es an der Phasengrenze aufgrund eines Wechsels des Brechungsindex zu einer Reflexion des Lichtquants. Trifft ein Lichtquant auf eine Phasengrenze, bei der sich der Bre­ chungsindex verkleinert (Übergang von einem optisch dichten in ein optisch dünnes Medium), so kann es in Abhängigkeit von einem Winkel, unter dem das Lichtquant auf die Phasengrenze gelangt, zu einer Totalreflexion kommen. Dadurch kann das Lichtquant den Leuchtstoffkörper nicht verlassen und gelangt somit nicht in einen benachbarten Leuchtstoffkörper. Je un­ terschiedlicher die Brechungsindizes sind, desto größer ist der Winkel, bis zu dem Totalreflexion auftritt.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Me­ dium gasförmig. Ein gasförmiges Medium hat einen sehr niedri­ gen Brechungsindex. Beispielsweise ist das Medium ein Edelgas oder gasförmiger Stickstoff. Es kann aber auch ein Gasgemisch wie Luft sein. Eine Materiedichte und damit der Brechungsin­ dex des Gases kann durch eine gezielte Änderung einer Varia­ blen wie Druck und Temperatur erniedrigt sein. Das Medium kann somit auch ein Vakuum sein.

In einem Zwischenraum zwischen zwei Leuchtstoffkörpern ist ein optischer Trennkörper angeordnet. Dieser Trennkörper ist für das Lumineszenzlicht opak, d. h. undurchlässig. In jeweils einem Zwischenraum kann ein Trennkörper angeordnet sein. Der Strahlungsdetektor kann aber auch nur einen Trennkörper auf­ weisen, der so gestaltet und angeordnet ist, daß er alle vor­ handenen Zwischenräume besetzt.

Neben einer effizienten optischen Trennwirkung des Trennkör­ pers ist es vorteilhaft, daß innerhalb eines Leuchtstoffkör­ pers eine möglichst homogene Lichtverteilung vorliegt. Eine homogene Lichtverteilung führt dazu, daß eine Signalhöhe ei­ ner mit dem Leuchtstoffkörper optisch gekoppelten Photodiode unabhängig von einem Entstehungsort des Lichts im Leucht­ stoffkörper ist. Dazu trägt eine homogene optische Phasen­ grenze zwischen dem Leuchtstoffkörper und dem den Leucht­ stoffkörper umgebenden Medium bei. Eine homogene optische Phasengrenze zeichnet sich beispielsweise dadurch aus, daß an jedem Punkt einer Phasengrenze ein gleicher Brechungsin­ dexwechsel auftritt. Verschiedene Brechungsindexwechsel, die über eine gesamte Grenzfläche zwischen Leuchtstoffkörper und umgebenden Medium regelmäßig (statistisch) verteilt sind, führen ebenfalls zu einer (quasi) homogenen optischen Phasen­ grenze. Der Winkel für die Totalreflexion ist bei einer homo­ genen Phasengrenze ortsunabhängig, was zu einer homogenen Lichtverteilung im Leuchtstoffkörper beiträgt.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Ab­ stand zwischen dem Trennkörper und einem Leuchtstoffkörper entlang einer Ausdehnung des Zwischenraums gleich. Die Aus­ dehnung kann eine Länge und/oder eine Höhe des Zwischenraums betreffen. Der Trennkörper kann aber auch direkt über einen Berührungspunkt mit dem Leuchtstoffkörper in Kontakt stehen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Anzahl von Be­ rührungspunkten möglichst klein ist.

Es ist aber auch möglich, daß der Abstand entlang einer Aus­ dehnung des Zwischenraums variiert. Der Abstand kann sich entlang einer Höhe oder Länge des Zwischenraums kontinuier­ lich, sprunghaft oder periodisch ändern. Der Trennkörper kann über eine oder mehrere Falten verfügen. Die Falten können un­ regelmäßig, d. h. statistisch über den Trennkörper verteilt sein. Dazu ist die Oberfläche des Trennkörpers beispielsweise zerknittert. Die Falten können aber regelmäßig im Trennkörper auftreten, beispielsweise in Form einer Welle, die den Trenn­ körper oder die Oberfläche des Trennkörpers in einer Vorzugs­ richtung durchzieht.

Ebenso könnte der Trennkörper über eine oder mehrere Ausbuch­ tung verfügen. Ein Ausbuchtung ist beispielsweise kegelför­ mig.

Insbesondere hat der Abstand zwischen dem Trennkörper und ei­ nem Leuchtstoffkörper einen Wert aus einem Bereich von null bis nahezu einer Breite des Zwischenraums. Einen Abstand mit nahezu der Breite des Zwischenraums kann mit einem Trennkör­ per in Form einer dünnen Folie erreicht werden. Bei einem Ab­ stand von null steht der Trennkörper in direktem Kontakt mit einem Leuchtstoffkörper. Dieser unmittelbare Kontakt kann ei­ ner mechanischen Fixierung des Trennkörpers dienen, insbeson­ dere dort, wo der Trennkörper mit einem Leuchtstoffkörper in einem reibschlüssigen Kontakt steht.

Im einfachsten Fall erfolgt die mechanische Fixierung da­ durch, daß der Trennkörper zwischen zwei benachbarten Leucht­ stoffkörpern eingeklemmt ist. Der Trennkörper kann aber auch mit einem Mittel zum Haltern, beispielsweise einer Klemme fi­ xiert sein.

In einer weiteren Ausgestaltung des Strahlungsdetektors wird ein Trennkörper mit Hilfe eines Verbindungsmittels fixiert. Das Verbindungsmittel ist beispielsweise ein Kleber, insbe­ sondere ein Epoxidharz. Diese Art der Fixierung erfolgt vor­ zugsweise an einer solchen Stelle des Strahlungsdetektors, die für eine optischen Eigenschaft bzw. Homogenität des Leuchtstoffkörpers eine geringe Rolle spielt. Eine derartige Stelle kann eine Kante eines Leuchtstoffkörpers, oder auch eine Stirnfläche eines stäbchenförmigen Leuchtstoffkörpers sein.

Der Trennkörper kann auch mit keinem Leuchtstoffkörper in di­ rektem Kontakt stehen oder nicht an einen Leuchtstoffkörper fixiert sein. In diesem Fall ist der Trennkörper an einer an­ deren Stelle des Strahlungsdetektors fixiert, beispielsweise direkt auf der Oberfläche eines Photodiodenarrays.

Vorzugsweise ist der Trennkörper durch das Anordnen zwischen zwei Leuchtstoffkörper elastisch verformt und dadurch fi­ xiert. Durch eine elastische Verformung des Trennkörpers wird im Trennkörper ein Rückstellkraft in Richtung der Oberfläche eines Leuchtstoffkörpers induziert und dadurch der reib­ schlüssige Kontakt zwischen Leuchtstoffkörper und Trennkörper hergestellt.

Die mechanische Fixierung kann aber auch mit Hilfe eines Kör­ pers erfolgen, der zwischen dem Trennkörper und dem Leucht­ stoffkörper angeordnet ist und als ein Abstandshalter wirkt.

Der Trennkörper ist in diesem Fall nicht direkt, sondern in­ direkt mit dem Leuchtstoffkörper verbunden. Die für die Haf­ treibung notwendige Kraft kann in diesem Körper entwickelt werden.

In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung bilden meh­ rere Punkte eine Kontaktfläche, die im Vergleich zu einer Oberfläche des Leuchtstoffkörpers klein ist. Die Kontaktflä­ che ist in jedem Fall kleiner als 50% der Oberfläche eines Leuchtstoffkörpers, an der der Trennkörper angeordnet ist. Die Kontaktfläche kann dabei in Form von Teilflächen über die Oberfläche des Leuchtstoffkörpers verteilt sein. Möglich ist es auch, daß nur eine einzige kleine Kontaktfläche zu einer Fixierung vorliegt. In beiden Fällen wird erreicht, daß eine nahezu homogene Phasengrenze vorliegt.

Eine kleine Kontaktfläche wird insbesondere dadurch erreicht, daß die Oberfläche des Trennkörpers gekrümmt ist. Eine Krüm­ mung ist dabei so gestaltet, daß eine Kraft zu einer Deforma­ tion des Trennkörpers aufgebracht werden muß, um ihn in einem Zwischenraum zwischen zwei Leuchtstoffkörpern plazieren zu können. Als Deformation kommt beispielsweise ein Strecken des Trennkörpers in Frage. Der Trennkörper ist bevorzugt ela­ stisch verformbar und wird mit Hilfe der durch die elastische Verformung hervorgerufenen Rückstellkraft fixiert.

In einer besonderen Ausgestaltung weist der Trennkörper einen Kunststoff wie Polyvinylalkohol oder Polymethylmetacrylat auf. Insbesondere ist der Trennkörper aus Polyester. Beson­ ders geeignet ist ein Trennkörper in Form einer Folie aus zu­ mindest einem der genannten Materialien.

Um die Trennwirkung zu erzielen, weist der Trennkörper in ei­ ner bevorzugten Ausgestaltung ein das Licht reflektierendes Material auf. Insbesondere ist dieses Material zumindest aus der Gruppe Aluminiumoxid, Bariumsulfat, Bariumtitanat, Blei­ sulfat und/oder Titandioxid ausgewählt. Das Material kann als Schicht auf dem Trennkörper aufgetragen sein. Bei einem Trennkörper oder einer entsprechenden Schicht aus Kunststoff ist das Material vorzugsweise mit dem Kunststoff vermengt.

Eine Zusammensetzung des Trennkörpers ist vorzugsweise so ge­ wählt, daß der Körper sowohl elastisch als auch plastisch formbar ist. Eine Elastizität begünstigt ein einfaches mecha­ nisches Fixieren des Trennkörpers. Eine plastische Formbar­ keit ermöglicht eine gewünschte Formgebung des Trennkörpers. Durch einen entsprechenden Zusatzstoff und/oder durch eine entsprechende Prozeßführung einer Herstellung des Trennkör­ pers, beispielsweise durch eine Wahl der Prozeßtemperatur, kann ein gewünschtes Verhältnis von Elastizität zur plasti­ schen Verformbarkeit eingestellt werden.

Der Trennkörper kann auch aus einem mehrschichtigen Verbund bestehen. Beispielsweise ist eine opake Aluminiumschicht beidseitig mit einer Schicht behaftet, die ein das Licht re­ flektierendes Material aufweist. Ein derartige Schicht ist beispielsweise eine oben beschriebene Kunststoffschicht. Vor­ zugsweise ist dieser Verbund so gestaltet, daß er durch eine elastische Verformung fixiert werden kann.

Der Trennkörper ist insbesondere eine streifenförmige, ela­ stische Kunststoffolie, die zumindest eine Form aufweist, die aus der Gruppe wellenartig, sägezahnartig und/oder zickzack­ artig ausgewählt ist, ein Licht reflektierendes Material und eine Tiefe aufweist, die mindestens einer Breite eines Zwi­ schenraums entspricht. Die Tiefe der Folie ergibt sich durch eine Dimension der Folie, die die Folie in einem entspannten Zustand einnimmt. Wird die Folie in einen Zwischenraum einge­ setzt, paßt sich die Tiefe der Folie durch ihr elastisches Verhalten an die Breite des Zwischenraums an. Die dabei auf­ tretenden Kräfte, die zur Fixierung der Folie beitragen, wur­ den oben diskutiert.

Zur Herstellung des Trennkörpers, beispielsweise in Form ei­ ner Folie, wird ein Streifen einer Kunststoffolie beispiels­ weise durch einen Bereich einer Vorrichtung bewegt, der von zwei Zahnrädern gebildet wird, die über Zacken verfügen und deren Zacken in dem Bereich ineinandergreifen. Auf diese Weise erhält man einen regelmäßig gefalteten Trennkörper. Ebenso ist es denkbar, den Streifen zwischen zwei Kämme anzu­ ordnen, wobei die Kämme so gegeneinander bewegt werden, daß deren Zacken ineinander greifen und dadurch eine plastische Verformung der Folie hervorrufen.

Als Leuchtstoff des Strahlungsdetektors ist ein monokri­ stalliner, polykristalliner oder auch keramischer Leuchtstoff geeignet. Vorzugsweise bildet der Leuchtstoff selbst den Leuchtstoffkörper, er kann aber auch in einen Körper einge­ bettet sein, der aus einem anderen Material besteht. Dieses Material sollte dabei gegen die nachzuweisende Strahlung inert sein.

Um die Ortsauflösung des Strahlungsdetektors zu erhalten, ist vorzugsweise ein Leuchtstoffkörper mit einem Photodetektor optisch verbunden. Dazu wird beispielsweise eine flächiger Leuchtstoffkörper auf ein Photodetektorarray aufgeklebt. Der Kleber ist für das emittierte Licht transparent. Entsprechend einer Struktur der Photodiodenarrays werden beispielsweise 300 µm breite Gräben bzw. Schlitze in den Leuchtstoffkörper geschnitten. Auf diese Weise erhält man stäbchenförmige Leuchtstoffkörper, wobei jeweils ein Leuchtstoffkörper mit einer Photodiode des Photodiodenarrays optisch verbunden ist. Ein zusätzliches Bauteil zur Verbesserung der Ortsauflösung, beispielsweise ein Kollimator zur Absorption einer störenden Streustrahlung, kann zusätzlich vorgesehen sein.

Ein hier beschriebener Strahlungsdetektor wird vorzugsweise zur Detektion von Röntgenstrahlung verwendet. Für einen Ein­ satz in der Computertomographie eignet sich ein Strahlungsde­ tektor mit dem Leuchtstoffkörper Gadoliniumoxysulfid, der mit Praseodym dotiert ist (Gd₂O₂S:Pr). Neben Praseodym ist auch ein anderes Element als Dotierstoff denkbar, beispielsweise ein Seltenerdelement. Ein geeigneter Leuchtstoff zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsquerschnitt aus, bestehend aus einem großem Absorptionskoeffizienten und einer hohen Quan­ tenausbeute für die Konversion von Röntgenstrahlung. Mit Hilfe eines beschriebenen Leuchtstoffs läßt sich auch eine Teilchenstrahlung detektieren. Gadolinium weist beispiels­ weise einen hohen Einfangquerschnitt für thermische Neutronen auf.

Für eine andere Anwendung kann ein Strahlungsdetektor benö­ tigt werden, der mit einer hohen Abtastrate betrieben werden kann. Dazu ist neben einem guten Wirkungsquerschnitt ein ra­ sches Abklingen des Lumineszenzlichts vorteilhaft. Für eine Positronen-Emissions-Tomographie (PET) eignet sich beispiels­ weise Wismutgermaniumoxid (BGO, Bi₄Ge₃O₁₂) mit einer Abkling­ zeit von etwa 300 µs. In Kombination mit der Erfindung liegt ein Strahlungsdetektor mit einer hohen Orts- und Zeitauflö­ sung vor.

Zusammengefaßt verbinden sich mit der Erfindung folgende Vor­ teile:

• - Durch eine hohe optische Trennwirkung des Trennkörpers und durch eine homogene Phasengrenze zwischen einem Leucht­ stoffkörper und dem umgebenden Medium resultiert eine hohe Ortsauflösung, die zu einer fehlerfreien Bildgebung einer energiereichen Strahlung beiträgt.
• - Die Lichtempfindlichkeit des Strahlungsdetektors wird durch eine gezielte Beeinflussung einer optische Phasengrenze zwischen Leuchtstoffkörper und umgebenden Medium auf einfa­ che Weise erhöht.
• - Ein Trennkörper, beispielsweise in Form einer gefalteten elastischen Folie, kann einfach zwischen zwei Leucht­ stoffkörper eines Strahlungsdetektors angeordnet werden. Dadurch fällt ein zusätzlicher Arbeitsschritt wie ein Ver­ kleben des Trennkörpers und eines Leuchtstoffkörpers weg. Es resultiert ein einfaches Herstellungsverfahren.

Anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Zeichnungen wird im folgenden ein Strahlungsdetektor mit ei­ nem entsprechenden Trennkörper vorgestellt. Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreuen Abbildungen dar.

Fig. 1 zeigt die mit einem Trennkörper optisch getrennten Leuchtstoffkörper eines Strahlungsdetektors von oben.

Fig. 2 zeigt die mit einem Trennkörper optisch getrennten Leuchtstoffkörper eines Strahlungsdetektors mit einem Photodiodenarray in perspektivischer Darstellung.

Fig. 3 zweigt einen Trennkörper in Form eine gefalteten Fo­ lie von oben.

Fig. 4 zeigt einen Leuchtstoffkörper mit einem Leuchtstoff, der eine Strahlung in Lumineszenzlicht konvertiert.

Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Strahlungsdetektor, bei dem der Trennkörper an einer Oberfläche eines Leuchtstoffkörpers geklebt ist.

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt aus einem Strahlungsdetektor von oben.

Fig. 7 zeigt die mit einem einzigen Trennkörper optisch ge­ trennten Leuchtstoffkörper eines Strahlungsdetektors von oben.

Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung, mit der ein Trennkörper in Form einer gefalteten Folie hergestellt werden kann.

Gegenstand ist ein Strahlungsdetektor 1, der stäbchenförmige, quaderförmige, keramische Leuchtstoffkörper 11 aufweist, die auf einer strukturierten planaren Photodiode 20 (Photodiodenarray) aufgeklebt sind (Fig. 1 und 2). Ein Leuchtstoffkörper 11 besteht aus Gadoliniumoxisulfid, das mit Praseodym dotiert ist (Gd₂O₂S:Pr). Der Leuchtstoff des Leuchtstoffkörpers 11 absorbiert eine energiereiche Röntgen­ strahlung 2 und konvertiert diese in ein Lumineszenzlicht 3 (Fig. 4). Ein Leuchtstoffkörper 11 hat eine Höhe und Breite von jeweils 1,4 mm, die Länge beträgt ca. 20 mm. Die Leucht­ stoffkörper 11 sind parallel zur Längsausdehnung nebeneinan­ der so angeordnet, daß zwischen zwei Leuchtstoffkörpern 11 ein Zwischenraum 12 mit einer Breite 122 von ca. 300 µm be­ steht. Die Höhe 123 und die Länge 121 des Zwischenraums 12 ist entsprechend den Ausmaßen eines Leuchtstoffkörpers 11 etwa 1,4 bzw. 20 mm.

Jeder Leuchtstoffkörper 11 ist mit jeweils einer Photodiode des Photodiodenarrays 20 optisch verbunden. Die Leucht­ stoffkörper 11 sind dagegen optisch gegeneinander isoliert. Dazu ist in jedem Zwischenraum 12 ein optischer Trennkörper 15 angeordnet. Der Trennkörper 15 ist eine 100 µm dicke pig­ mentierte Polyesterfolie "Hostaphan®" der Firma Hoechst-Dia­ foil GmbH. Das Medium 14 des Zwischenraums 12 ist Luft.

Ein Trennkörper 15 hat zur optimalen optischen Trennung be­ nachbarter Leuchtstoffkörper 11 mindestens die Länge 121 und mindestens die Höhe 123 eines Zwischenraums 12. Zur mechani­ schen Fixierung ist der Trennkörper 15 entlang seiner Längs­ ausdehnung 151 zickzackartig geformt (Fig. 3). Der Trennkör­ per 15 verfügt über Falten 21, die in einem gleichen Abstand 22 zueinander angeordnet sind und die den Trennkörper 15 in seiner vollen Höhe 153 durchziehen. Jede Falte weist einen Knickwinkel 24 auf. Die Knickwinkel 24 benachbarter Falten 21 sind vom Betrag her etwa gleich, weisen aber ein unterschied­ liches Vorzeichen auf.

Eine Elastizität des Trennkörpers 15 und die Form der Falten 21 des Trennkörpers 15 sind so beschaffen, daß eine Rück­ stellkraft 25 durch das Anordnen des Trennkörpers 15 zwischen zwei Leuchtstoffkörper 11 induziert wird und so ein reib­ schlüssiger Kontakt 17 zwischen dem Trennkörper 15 und einem Leuchtstoffkörper 11 vorhanden ist (Fig. 6). Dies gelingt auf einfache Weise dadurch, daß die Folie 15 im entspannten Zustand eine Tiefe 152 aufweist, die größer ist als die Breite 122 eines Zwischenraums 12.

Zur Herstellung des beschriebenen Trennkörpers 15 wird eine streifenförmige, pigmentierte, plastisch formbare Polyester­ folie 150 mit den entsprechenden Ausmaßen des herzustellenden Trennkörpers 15 verwendet. Die Folie wird plastisch defor­ miert. Dazu wird eine Vorrichtung 31 benutzt, die aus zwei ineinandergreifenden, sich gegenseitig antreibenden Zahnrä­ dern 32 und 33 besteht. Die Spitzen 35 und 36 zweier benach­ barter Zacken eines Zahnrads 32 bzw. 33 sind etwa 3,5 mm von­ einander entfernt. Die Polyesterfolie 150 wird zwischen die Zahnräder 32 und 33 gebracht. Da die Polyesterfolie plastisch formbar ist, entsteht bei einem Drehen 36 der Zahnräder 32 und 33 eine regelmäßig gewellte bzw. gefaltete Polyesterfo­ lie. Die Falten 21 haben einen Abstand von etwa 3,5 mm von­ einander.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Strahlungsdetektors 1 unterscheiden sich durch die Form des Trennkörpers 15. Der Trennkörper 15 ist so lang, daß er in allen Zwischenraum 12 zwischen den Leuchtstoffkörpern 11 angeordnet werden kann. Der Trennkörper 15 ist dabei glatt, also nicht gefaltet. A1- lein dadurch, daß der Trennkörper 15 zwischen die Leucht­ stoffkörper angeordnet ist, wird die zur Fixierung notwendige Rückstellkraft 25 im Trennkörper 15 induziert. Daraus resul­ tiert eine minimale Kontaktfläche zwischen Trennkörper 15 und einem Leuchtstoffkörper 11, die sich zudem auf die Kanten der Leuchtstoffkörper 11 beschränken. Eine optische Homogenität eines einzelnen Leuchtstoffkörper 11 ist sehr gut und wird praktisch nicht gestört.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich durch eine Variation und des verwendeten Leuchtstoffs, der Ausmaße der Leuchtstoffkörper 11 und der Anordnung der Leucht­ stoffkörper 11. Beispielsweise sind die Leuchtstoffkörper 11 nicht auf einem planen, sondern auf einem gekrümmten Unter­ grund aufgeklebt.

Ein hier beschriebener Strahlungsdetektor 1 wird zur Detek­ tion von Röntgenstrahlung 2 in einem Computertomographen ver­ wendet. In dem Computertomographen sind die stäbchenförmigen Leuchtstoffkörper so angeordnet, daß der Strahlungsdetektor senkrecht zu einer Längsachse eines Patienten segmentiert ist (ϕ-Richtung). Durch die mechanische Fixierung ist gewährlei­ stet, daß der Computertomograph mit einer Rotationsfrequenz des Detektors 1 um den Patienten von 1 Hz betrieben werden kann. Gleichzeitig weist jeder Leuchtstoffkörper 11 des Strahlungsdetektors 1 entlang der Längsachse des Patienten (z-Richtung) eine homogene Lichtverteilung auf, die zu einer fehlerfreien Bildgebung des Computertomographen beiträgt.

Claims (11)

1. Strahlungsdetektor (1) aufweisend

• 1. mindestens zwei Leuchtstoffkörper (11), die mindestens ei­ nen Leuchtstoff zu einer Umwandlung einer Strahlung (2) in Licht (3) aufweisen,
• 2. einen zwischen den Leuchtstoffkörpern (11) angeordneten Zwischenraum (12) mit einer Ausdehnung (121, 122, 123) und
• 3. mindestens einen das Licht (3) reflektierenden und/oder für das Licht (3) opaken Trennkörper (15), der zu einer opti­ schen Trennung der Leuchtstoffkörper (11) in dem Zwischen­ raum (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß
• 4. zwischen dem Trennkörper (15) und einem Leuchtstoffkörper (11) ein Abstand (16), und
• 5. innerhalb des Abstands (16) ein Medium (14) vorhanden ist, das einen Brechungsindex aufweist, der kleiner ist als ein Brechungsindex eines Leuchtstoffkörpers (11).

2. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1, wobei das Medium (14) gasförmig ist.

3. Strahlungsdetektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ab­ stand (16) entlang einer Ausdehnung (121, 122, 123) des Zwischenraums (12) gleich ist.

4. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abstand (16) entlang einer Ausdehnung (121, 122, 123) des Zwischenraums (12) variiert.

5. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Trennkörper (15) mit einem Leuchtstoffkörper (11) in einem reibschlüssigen Kontakt (17) steht.

6. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Trennkörper (15) mit Hilfe eines Verbindungsmittels (18) fixiert ist.

7. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Trennkörper (15) elastisch ist.

8. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Trennkörper (15) einen Kunststoff aufweist.

9. Strahlungsdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Trennkörper (15) zumindest ein das Licht (3) reflektie­ rendes Material aufweist, das aus der Gruppe Aluminiumoxid, Bariumsulfat, Bariumtitanat, Bleisulfat und/oder Titandi­ oxid ausgewählt ist.

10. Verwendung des Strahlungsdetektors (1) nach einem der An­ sprüche 1 bis 9 zur Detektion von Röntgenstrahlung (2).

11. Trennkörper, der zur optischen Trennung mindestens zweier durch einen Zwischenraum (12) getrennter Leuchtstoffkörper (11), die einen Leuchtstoff zu einer Umwandlung einer Strahlung (2) in Licht (3) aufweisen, in dem Zwischenraum (12) anzuordnen ist, wobei der Trennkörper

• 1. eine streifenförmige, elastische Kunststoffolie (15) ist, die zumindest eine Form aufweist, die aus der Gruppe wel­ lenartig, sägezahnartig und/oder zickzackartig ausgewählt ist,
• 2. ein Licht reflektierendes Material und
• 3. eine Tiefe (152) aufweist, die mindestens einer Breite (122) des Zwischenraums (12) entspricht.