RU2605518C2 - Сцинтиллятор на основе тербия для детектора - Google Patents

Сцинтиллятор на основе тербия для детектора Download PDF

Info

Publication number
RU2605518C2
RU2605518C2 RU2014107693/28A RU2014107693A RU2605518C2 RU 2605518 C2 RU2605518 C2 RU 2605518C2 RU 2014107693/28 A RU2014107693/28 A RU 2014107693/28A RU 2014107693 A RU2014107693 A RU 2014107693A RU 2605518 C2 RU2605518 C2 RU 2605518C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
matrix
scintillator
light output
radiation
paragraphs
Prior art date
Application number
RU2014107693/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014107693A (ru
Inventor
Корнелис Рейндер РОНДА
Норберт КОНРАДС
Хеннинг ОЛАНД
Герберт ШРАЙНЕМАХЕР
Original Assignee
Конинклейке Филипс Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Н.В.
Publication of RU2014107693A publication Critical patent/RU2014107693A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2605518C2 publication Critical patent/RU2605518C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2006—Measuring radiation intensity with scintillation detectors using a combination of a scintillator and photodetector which measures the means radiation intensity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7767—Chalcogenides
    • C09K11/7769—Oxides
    • C09K11/7771—Oxysulfides
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
    • G01T1/2023—Selection of materials
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области компьютерной томографии (КТ). Система визуализации содержит источник излучения и матрицу чувствительных к излучению детекторов, включающую в себя матрицу сцинтилляторов и матрицу фотодатчиков, оптически связанную с матрицей сцинтилляторов, причем матрица сцинтилляторов включает в себя Gd2O2S:Pr,Tb,Се, причем количество Tb3+ равно или меньше, чем пятьдесят мольных частей на миллион. Технический результат - повышение световыхода сцинтиллятора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Приведенные ниже сведения в основном относятся к чувствительному к излучению визуализирующему детектору с матрицей сцинтилляторов на основе тербия (Tb3+), при этом основной акцент сделан на применении в области компьютерной томографии (КТ). Однако приведенные ниже сведения также применимы к другим способам визуализации.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сканер компьютерной томографии (КТ) содержит рентгеновскую трубку и матрицу детекторов. Рентгеновская трубка поддерживается вращающимся гентри, который вращается вокруг обследуемой области, вращая тем самым рентгеновскую трубку вокруг обследуемой области. Массив детекторов размещен напротив рентгеновской трубки, с противоположной стороны обследуемой области. Рентгеновская трубка испускает излучение, которое пересекает обследуемую область (и расположенную внутри часть субъекта или объекта) и освещает матрицу детекторов. Матрица детекторов детектирует излучение, пересекающее обследуемую область, и генерирует сигнал, несущий информацию об этой области. Устройство реконструкции реконструирует сигнал, генерируя трехмерные объемные данные визуализации. Процессор данных может обрабатывать трехмерные объемные данные визуализации и генерировать на их основе одно или более изображений.
Обычная матрица детекторов содержит матрицу детекторов на основе сцинтилляторов. Типичная матрица детекторов на основе сцинтилляторов включает в себя матрицу сцинтилляторов, оптически связанных с матрицей фотодиодов. Обычная матрица детекторов на основе сцинтилляторов может включать в себя, например, матрицу сцинтилляторов на основе оксисульфида гадолиния (GOS) (например, Gd2O2S:Pr,Ce), оптически связанную с матрицей кремниевых (Si) фотодиодов. Излучение, пересекающее обследуемую область, освещает матрицу сцинтилляторов, которая поглощает фотоны рентгеновского излучения и, в свою очередь, излучает оптические фотоны, которые несут информацию о поглощенных фотонах рентгеновского излучения. Матрица фотодиодов детектирует оптические фотоны и генерирует электрический сигнал, несущий информацию о детектированных оптических фотонах. Устройство реконструкции реконструирует этот сигнал.
Матрица сцинтилляторов на основе Gd2O2S:Pr,Ce имеет световой выход примерно 40000 фотонов/МэВ, и послесвечение, подходящее для применения в области КТ. В общем случае, световой выход соответствует эффективности преобразования или способности преобразовывать поглощенные фотоны рентгеновского излучения в оптические фотоны. Таким образом, существует потребность в матрицах сцинтилляторов с более высокой эффективностью преобразования и более высоким световым выходом, с послесвечением, подходящим для применения в области КТ.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспекты настоящего документа направлены на преодоление указанных выше и других проблем.
В соответствии с одним из аспектов, система визуализации включает в себя источник излучения и матрицу чувствительных к излучению детекторов, которая включает в себя матрицу сцинтилляторов и матрицу фотодатчиков, оптически связанную с матрицей сцинтилляторов, причем матрица сцинтилляторов содержит Gd2O2S:Pr,Tb,Ce.
В соответствии с другим аспектом, способ включает в себя детектирование излучения с помощью матрицы чувствительных к излучению детекторов системы визуализации, причем матрица чувствительных к излучению детекторов включает в себя матрицу (118)s сцинтилляторов на основе Gd2O2S:Pr,Tb,Ce.
В соответствии с другим аспектом, матрица чувствительных к излучению детекторов включает в себя матрицу сцинтилляторов и матрицу фотодатчиков, оптически связанную с матрицей сцинтилляторов, причем матрица сцинтилляторов содержит Gd2O2S:Pr,Tb,Ce, и количество Tb3+ в Gd2O2S:Pr,Tb,Ce равно или меньше, чем двести частей на миллион.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение может быть осуществлено с использованием различных компонентов и сочетаний компонентов, а также в виде различных этапов и сочетаний этапов. Чертежи представлены исключительно для иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления, и их не следует рассматривать как ограничивающие настоящее изобретение.
На фиг.1 схематически проиллюстрирован пример системы визуализации с матрицей детекторов, включающей в себя матрицу сцинтилляторов на основе тербия.
На фиг.2, 3 и 4 графически проиллюстрированы кривые временной зависимости интенсивности излучения Gd2O2S:Pr,Tb,Ce после возбуждения рентгеновскими лучами соответственно для трех различных количеств Tb3+ в сочетании с заранее заданным пороговым значением светового выхода в 200 частей на миллион и заранее заданным пороговым значением времени в 5 мс.
На фиг.5, 6 и 7 графически проиллюстрированы кривые временной зависимости интенсивности излучения Gd2O2S:Pr,Tb,Ce после возбуждения рентгеновскими лучами соответственно для трех различных количеств Tb3+ в сочетании с заранее заданными пороговыми значениями светового выхода в 200 и 50 частей на миллион и заранее заданными пороговыми значениями времени в 5 и 500 мс.
На фиг.8 проиллюстрирован пример способа детектирования наличия Tb3+ в сцинтилляторе.
На фиг.9 проиллюстрирован пример способа визуализации, в котором используется матрица детекторов с матрицей сцинтилляторов, содержащих Gd2O2S:Pr,Tb,Ce.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 проиллюстрирована система 100 визуализации, например, сканер компьютерной томографии (КТ).
Система 100 визуализации включает в себя стационарный гентри 102 и вращающийся гентри 104, который поддерживается с обеспечением возможности вращения стационарным гентри 102. Вращающийся гентри 104 вращается вокруг обследуемой области 106 вокруг продольной или оси z 108.
Источник 108 излучения, такой как рентгеновская трубка, поддерживается вращающимся гентри 104 и вращается вместе с ним, и испускает излучение в направлении обследуемой области 106.
Коллиматор 112 источника коллимирует испускаемое излучение для формирования луча в форме конуса, веера, клина и др., который проходит через обследуемую область 106 и расположенную в ней часть объекта или субъекта.
Матрица 114 чувствительных к излучению детекторов прикреплена к вращающемуся гентри 104 и стягивает угловую дугу напротив источника 110 излучения, с противоположной стороны обследуемой области 106. Иллюстративная матрица 114 детекторов включает в себя по меньшей мере один модуль 116 детекторов с матрицей 118 сцинтилляторов, оптически связанной с матрицей 120 фотодатчиков. Матрица 118 сцинтилляторов поглощает рентгеновские фотоны 122 и в ответ испускает оптические фотоны (например, видимый свет или ультрафиолетовое излучение), которые несут информацию о поглощенных рентгеновских фотонах 122. Матрица 120 фотодатчиков детектирует оптические фотоны и генерирует электрический сигнал (ток или напряжение), несущий информацию о детектированных оптических фотонах.
Как более подробно описано ниже, иллюстрируемая матрица 118 сцинтилляторов содержит Gd2O2S:Pr,Tb,Ce, где количество тербия (Tb3+) в Gd2O2S:Pr,Tb,Ce увеличивает световой выход (т.е. эффективность преобразования фотоны-в-свет) по отношению к конфигурации без тербия (Tb3+), в то же время удовлетворяя заданному пороговому условию на послесвечение (скорость спада высвечивания). В иллюстрируемом варианте осуществления матрица 120 фотодатчиков связана с задней стороной матрицы 118 сцинтилляторов. В другом варианте осуществления матрица 120 фотодатчиков связана с боковой стороной матрицы 118 сцинтилляторов. Помимо этого, подходящие матрицы сцинтилляторов включают в себя матрицы композитных и керамических сцинтилляторов, например, описанных в US 201000032578 и US 2010/00167909 соответственно, указанные документы включены настоящее описание во всей своей полноте посредством ссылки.
Устройство 124 реконструкции реконструирует сигнал и генерирует данные объемного изображения, несущие информацию об обследуемой области 106 и содержащейся в ней части субъекта или объекта.
Устройство 126 поддержки субъекта, такое как кушетка, поддерживает объект или субъект в обследуемой области 106. Устройство 126 поддержки подвижно в направлении осей х, у и z в сочетании с вращением вращающегося гентри 104 для обеспечения спиральных, аксиальных или других требуемых траекторий сканирования.
Вычислительная система общего назначения служит в качестве консоли 128 оператора, которая включает в себя считываемые человеком устройства вывода, такие как дисплей, и устройства ввода, такие как клавиатура и/или мышь. Программное обеспечение, находящееся в консоли 128, предоставляет оператору возможность управлять работой системы 100, например, предоставляя оператору возможность инициировать сканирование и т.п.
Как уже кратко обсуждалось выше, иллюстрируемая матрица 118 сцинтилляторов легирована некоторым количеством Tb3+, что увеличивает световой выход по отношению к конфигурации без Tb3+, удовлетворяя при этом заданному пороговому условию на послесвечение.
На фиг.2, 3 и 4 графически проиллюстрированы кривые 200, 300 и 400 временной зависимости интенсивности излучения Gd2O2S:Pr,Tb,Ce после прекращения возбуждения рентгеновскими лучами соответственно для трех различных количеств Tb3+. На фиг.2, 3 и 4 ось y 202 представляет нормированную интенсивность света в логарифмическом масштабе, а ось х 204 представляет время в логарифмическом масштабе. Для этих примеров установлено пороговое значение 206 светового выхода в 200 частей на миллион (ppm) и пороговое значения 208 времени в 5 миллисекунд (мс). В других вариантах осуществления пороговые значения 206 и/или 208 могут отличаться как в меньшую, так и в большую сторону.
На фиг.2 количество Tb3+ в Gd2O2S:Pr,Tb,Ce составляет примерно 10 мольных частей на миллион, на фиг.3 количество Tb3+ в Gd2O2S:Pr,Tb,Ce составляет примерно 50 мольных частей на миллион, и на фиг.4 количество Tb3+ в Gd2O2S:Pr,Tb,Ce составляет примерно 200 мольных частей на миллион. Из фиг.2, 3 и 4 видно, что условие порогового значения 206 светового выхода удовлетворяется для всех трех количеств Tb3+ (10, 50 и 200 частей на миллион) при пороговом значении 208 времени, как показано кривыми 200, 300 и 400, поскольку все кривые 200, 300 и 400 находятся на уровне или ниже порогового значения 206 светового выхода на пересечении 210 порогового значения 206 светового выхода и порогового значения 208 времени.
Приведенные выше выводы сведены в представленной ниже таблице 1.
Таблица 1
Светоотдача для заданного количества Tb3+ за 5 мс
Номер фигуры Tb3+ (мольных частей не миллион) Светоотдача (фотонов/МэВ) Нормализованное послесвечение (частей на миллион) при 5 мс
Фиг.1 0 6700 100
Фиг.2 0 9200 100
Фиг.3 00 3000 200
Из фиг.2, 3 и 4 и таблицы 1 видно, что для порогового значения 206 светового выхода в 200 частей на миллион может использоваться количество Tb3+ до 200 мольных частей на миллион. С этим количеством световой выход матрицы 118 сцинтилляторов составляет приблизительно 53000 фотонов/МэВ. Это соответствует увеличению светового выхода на приблизительно 33% по отношению к световому выходу 40000 фотонов/МэВ сцинтиллятора, который обсуждался в разделе "Уровень техники". Могут быть получены более высокие показатели увеличения светоотдачи, например, от более 35% вплоть до 50%, все еще соответствующие требованиям к временной интенсивности света в КТ. Для количества Tb3+, превышающего 200 частей на миллион, Tb3+ начинает давать доминирующий вклад в послесвечение, увеличивая эффективное короткое послесвечение сцинтиллятора вследствие относительно низкого испускания Tb3+ в Gd2O2S.
Из фиг.2, 3 и 4 и Таблицы 1 также видно, что для порогового значения 206 светового выхода в 100 частей на миллион или менее может использоваться количество Tb3+ до 50 моль частей на миллион. С этим количеством световой выход матрицы 118 сцинтилляторов составляет приблизительно 49200 фотонов/МэВ. Это соответствует увеличению светового выхода приблизительно 23% по отношению к световому выходу в 40000 фотонов/МэВ сцинтиллятора, который обсуждался в разделе "Уровень техники". Из фиг.2, 3 и 4 и таблицы 1 видно, что для порогового значения 206 светового выхода, превышающего 200 частей на миллион, может использоваться количество Tb3+, превышающее 200 мольных частей на миллион.
В общем случае, поскольку для Gd2O2S:Pr,Ce не характерны потери вследствие гашения, связанного с концентрацией, а также вследствие температурного гашения, очень вероятно, что перенос энергии от состояний кристаллической решетки основы к состояниям Pr3+ имеет эффективность меньше единицы, вследствие чего эта энергия не используется для генерации света, который впоследствии должен использоваться в процедурах КТ. В случае Gd2O2S:Pr,Tb,Ce дополнительное количество Tb3+ обеспечивает дополнительную радиационную рекомбинацию или канал сбора энергии. Однако, поскольку Tb3+ обладает гораздо более медленным собственным временем спада, это определяет верхний предел для концентрации Tb3+. Слишком высокая концентрация Tb3+ приводит к слишком высокой относительной интенсивности света как функции времени по сравнению с интенсивностью света непосредственно после импульса рентгеновского излучения, поскольку только часть фотонов генерируется ионами Tb3+, при этом ионы Pr3+ также дают вклад в процесс генерации фотонов. В этой связи относительные вклады Tb3+ и Pr3+ должны подбираться очень тщательно с тем, чтобы не ухудшить такие свойства Gd2O2S:Pr,Ce как очень малое послесвечение.
На фиг.2, 3 и 4 указана только одна пороговая точка, а именно пересечение 210, в качестве критерия для определения максимального количества Tb3+, которое может быть добавлено в материал сцинтиллятора для увеличения светового выхода. Очевидно, что количество добавляемого Tb3+ может быть определено, основываясь более чем на одной пороговой точке. Примеры этого показаны на фиг.5, 6 и 7. Также как и на фиг.2, 3 и 4, на фиг.5, 6 и 7 ось y 202 представляет нормированную интенсивность света в логарифмическом масштабе, а ось х 204 представляет время в логарифмическом масштабе.
Из фиг.5, 6 и 7 видно, что условие второго порогового значения 502 светового выхода в 50 частей на миллион удовлетворяется для всех трех количеств Tb3+ (10, 50 и 200 мольных частей на миллион) при втором пороговом значении 504 времени в 500 мс, как показано кривыми 200, 300 и 400, поскольку кривые 200, 300 и 400 находятся на уровне ниже порогового значения 502 светового выхода на пересечении 506 второго порогового значения 502 светового выхода и второго порогового значения 504 времени. В других примерах, в случае необходимости, может быть использовано больше пороговых значений светового выхода и/или времени.
На фиг.8 проиллюстрирован способ детектирования присутствия Tb3+ в сцинтилляторе.
Следует отметить, что порядок выполнения перечисленных ниже этапов является иллюстративным и не ограничивающим. Таким образом, порядок выполнения может быть различным, включая одновременно выполняемые этапы. Более того, один или более из этапов могут быть опущены и/или один или более из этапов могут быть включены.
На этапе 802 активируют источник света для освещения матрицы 118 сцинтилляторов. Примером подходящего источника света может служить источник света, испускающий свет с длинной волны 254 нм.
На этапе 804 матрица 118 сцинтилляторов возбуждается под действием освещения.
На этапе 806 матрица 118 сцинтилляторов, в ответ на ее освещение, испускает характеристическое излучение.
На этапе 808 измеряют эмиссионный спектр испускаемого излучения.
На этапе 810 измеренный эмиссионный спектр анализируют для определения, присутствует ли Tb3+. В одном из вариантов осуществления это включает в себя идентификацию присутствия эмиссионных линий в области ниже 490 нм, где Pr3+ не излучает в этом материале, что и указывает на присутствие Tb3+. Такие линии включают в себя линии на примерно 450 нм, 410 нм и 380 нм. Также может наблюдаться эмиссионная линия с высокой интенсивностью на 545 нм. Также могут использоваться и другие подходы.
На фиг.9 проиллюстрирован способ визуализации.
Следует отметить, что порядок выполнения перечисленных ниже этапов является иллюстративным и не ограничивающим. Таким образом, порядок выполнения может быть различным, включая одновременно выполняемые этапы. Более того, один или более из этапов могут быть опущены и/или один или более из этапов могут быть включены.
На этапе 902 с помощью источника 110 излучения создают и испускают излучение.
На этапе 904 испущенное излучение проходит через обследуемую область 106 и размещенную в ней часть субъекта или объекта.
На этапе 906 излучение, проходящее через обследуемую область 106 и размещенную в ней часть субъекта или объекта, принимается матрицей 118 сцинтилляторов, которая поглощает излучение и испускает оптические фотоны, несущие информацию о принятом излучении.
Как уже обсуждалось в данном документе, в одном из вариантов осуществления сцинтиллятор 118 включает в себя некоторое количество Tb3+ для обеспечения требуемого светового выхода с требуемой скоростью спада высвечивания. Например, как уже указывалось в настоящем документе, для светового выхода менее 200 частей на миллион при 5 мс или более может использоваться менее 200 частей на миллион Tb3+ для увеличения интенсивности света на примерно 33% по отношению к варианту без добавления Tb3+.
На этапе 908 оптические фотоны детектируют с помощью матрицы 120 фотодатчиков, которая генерирует электрический сигнал, несущий информацию о детектированном излучении.
На этапе 910 реконструируют электрический сигнал, тем самым генерируя данные объемного изображения, несущие информацию об обследуемой области 106 и содержащейся в ней части субъекта или объекта.
Описанное выше может быть осуществлено при помощи одного или более процессоров, исполняющих одну или более машиночитаемых инструкций, кодированных или реализованных на машиночитаемом носителе, таком как физическая память, которая вызывает выполнение указанными одним или более процессорами указанных различных этапов и/или других функций, и/или этапов. В качестве дополнения или альтернативы, указанные один или более процессоров могут исполнять инструкции, переносимые носителем, не имеющем определенной структуры, таким как сигнал или несущая.
Хотя выше было описано определение количества Tb для сцинтиллятора, основанное на комбинации пороговых значений светового выхода и времени спада, в другом варианте осуществления количество Tb основано на заданном отношении Tb и Pr, Tb и Ce, Tb и Pr и Ce, и/или Tb и других элементов сцинтилляторов. В другом варианте осуществления количество Tb основано исключительно на заданном пороговом значении светового выхода. Примерная относительная светоотдача (LY) (т.е. число между 0 и 1) может быть определена следующим образом: [N(Pr) + 25N(Tb)]/[N(Pr) + 25N(Tb) + 25N(Ce) + 400], где N выражен в мольных частях на миллион. При этом абсолютная светоотдача задается следующим выражением: 45000 * [N(Pr) + 25N(Tb)]/[N(Pr) + 25N(Tb) + 25N(Ce) + 400]. В еще одном варианте осуществления количество Tb основано на других заданных характеристиках.
Изобретение было описано со ссылками на предпочтительные варианты осуществления. При прочтении представленного выше подробного описания у специалиста могут возникнуть идеи о модификациях и альтернативных вариантах. Все такие модификации и альтернативные варианты следует рассматривать как входящие в состав настоящего изобретения при условии, что они попадают в объем прилагаемой формулы изобретения или ее эквивалентов.

Claims (15)

1. Система (100) визуализации, содержащая:
источник (110) излучения и
матрицу (114) чувствительных к излучению детекторов, включающую в себя:
матрицу (118) сцинтилляторов и
матрицу (12 0) фотодатчиков, оптически связанную с матрицей сцинтилляторов, причем матрица сцинтилляторов включает в себя Gd2O2S:Pr,Tb,Се, причем количество Tb3+ равно или меньше чем пятьдесят мольных частей на миллион.
2. Система визуализации по п. 1, в которой Gd2O2S:Pr,Tb,Се включает в себя Tb3+ в количестве, при котором световой выход сцинтиллятора ниже заданного порогового значения светового выхода при заданном времени спада.
3. Система визуализации по п. 2, в которой количество Tb3+ равно или меньше чем десять мольных частей на миллион.
4. Система визуализации по любому из пп. 2, 3, в которой световой выход составляет примерно 46700 фотонов/МэВ.
5. Система визуализации по любому из пп. 1-3, в которой матрица (118) сцинтилляторов включает в себя композитный материал.
6. Система визуализации по любому из пп. 1-3, в которой матрица (118) сцинтилляторов включает в себя керамический материал.
7. Система визуализации по любому из пп. 1-3, в которой световая эффективность матрицы сцинтилляторов примерно на тридцать три процента превышает таковую для варианта, в котором матрица сцинтилляторов не включает в себя Tb3+.
8. Система визуализации по любому из пп. 1-3, при этом система визуализации представляет собой сканер компьютерной томографии.
9. Способ визуализации, содержащий:
детектирование излучения с использованием матрицы (114) чувствительных к излучению детекторов системы (100) визуализации, причем матрица чувствительных к излучению детекторов включает в себя матрицу (118) сцинтилляторов на основе Gd2O2S:Pr,Tb,Се, и количество Tb3+ равно или меньше чем пятьдесят мольных частей на миллион.
10. Способ по п. 9, в котором Gd2O2S:Pr,Tb,Се включает в себя Tb3+ в количестве, при котором световой выход сцинтиллятора ниже заданного порогового значения светового выхода при заданном времени спада.
11. Способ п. 10, в котором количество Tb3+ равно или меньше чем 10 мольных частей на миллион.
12. Способ по п. 10, в котором световой выход составляет примерно 46700 фотонов/МэВ.
13. Способ по любому из пп. 9-12, в котором матрица (118) сцинтилляторов включает в себя один из композитного материала или керамического материала.
14. Способ по любому из пп. 9-12, в котором световая эффективность матрицы сцинтилляторов примерно на тридцать три процента превышает таковую для варианта, в котором матрица сцинтилляторов не включает в себя Tb3+.
15. Способ по любому из пп. 9-12, в котором система визуализации представляет собой сканер компьютерной томографии.
RU2014107693/28A 2011-07-28 2012-07-03 Сцинтиллятор на основе тербия для детектора RU2605518C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161512452P 2011-07-28 2011-07-28
US61/512,452 2011-07-28
PCT/IB2012/053372 WO2013014557A1 (en) 2011-07-28 2012-07-03 Terbium based detector scintillator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014107693A RU2014107693A (ru) 2015-09-10
RU2605518C2 true RU2605518C2 (ru) 2016-12-20

Family

ID=46545429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014107693/28A RU2605518C2 (ru) 2011-07-28 2012-07-03 Сцинтиллятор на основе тербия для детектора

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9322935B2 (ru)
EP (1) EP2737340B1 (ru)
JP (1) JP6215825B2 (ru)
CN (1) CN103718063B (ru)
RU (1) RU2605518C2 (ru)
WO (1) WO2013014557A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105738939B (zh) * 2016-04-01 2019-03-08 西安电子科技大学 基于碳化硅PIN二极管结构的β辐照闪烁体探测器
CN115932932A (zh) * 2022-11-03 2023-04-07 宁波虔东科浩光电科技有限公司 一种闪烁体探测阵列的信号处理方法及成像设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0235387A2 (en) * 1985-12-30 1987-09-09 General Electric Company Radiation detector employing solid state scintillator material and preparation methods therefor
US20050274895A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-15 Haochuan Jiang Compositions and methods for scintillator arrays
WO2007004099A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Gd2o2s: pr for ct with a very short afterglow due to the use of yb as a scavenger for eu
RU2410407C2 (ru) * 2005-04-19 2011-01-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Gd2O2S:Pr С ОЧЕНЬ КРАТКОВРЕМЕННЫМ ПОСЛЕСВЕЧЕНИЕМ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3974389A (en) 1974-11-20 1976-08-10 Gte Sylvania Incorporated Terbium-activated rare earth oxysulfide X-ray phosphors
JP2928677B2 (ja) * 1991-06-21 1999-08-03 株式会社東芝 Ｘ線検出器およびｘ線検査装置
DE4402260A1 (de) * 1994-01-26 1995-07-27 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffs mit hoher Transluzenz
US5882547A (en) * 1996-08-16 1999-03-16 General Electric Company X-ray scintillators and devices incorporating them
JP3777486B2 (ja) 1997-07-08 2006-05-24 株式会社日立メディコ 蛍光体及びそれを用いた放射線検出器及びｘ線ｃｔ装置
JP3741302B2 (ja) * 1998-05-06 2006-02-01 日立金属株式会社 シンチレータ
RU2350579C2 (ru) * 2004-05-17 2009-03-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Научно-Исследовательский И Технологический Институт Оптического Материаловедения" Всероссийского Научного Центра "Государственный Оптический Институт Им. С.И.Вавилова" Флуоресцентная керамика
CA2616098A1 (en) * 2005-07-25 2007-02-08 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Rare earth oxysulfide scintillator and methods for producing same
WO2007083248A1 (en) 2006-01-18 2007-07-26 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Method of making a gos ceramic using single-axis hot pressing and a flux aid
EP2054713A2 (en) * 2006-08-15 2009-05-06 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Method of measuring and/or judging the afterglow in ceramic materials and detector
US8221664B2 (en) 2006-12-20 2012-07-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Hot axial pressing method
US8294112B2 (en) 2008-08-08 2012-10-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Composite scintillator including a micro-electronics photo-resist
CN107425020B (zh) * 2009-06-17 2019-10-18 密执安州立大学董事会 辐射传感器
JP2012185123A (ja) * 2011-03-08 2012-09-27 Sony Corp 放射線撮像装置および放射線撮像装置の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0235387A2 (en) * 1985-12-30 1987-09-09 General Electric Company Radiation detector employing solid state scintillator material and preparation methods therefor
US20050274895A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-15 Haochuan Jiang Compositions and methods for scintillator arrays
RU2410407C2 (ru) * 2005-04-19 2011-01-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Gd2O2S:Pr С ОЧЕНЬ КРАТКОВРЕМЕННЫМ ПОСЛЕСВЕЧЕНИЕМ ДЛЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ
WO2007004099A1 (en) * 2005-07-05 2007-01-11 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Gd2o2s: pr for ct with a very short afterglow due to the use of yb as a scavenger for eu

Also Published As

Publication number Publication date
CN103718063A (zh) 2014-04-09
US20140177783A1 (en) 2014-06-26
RU2014107693A (ru) 2015-09-10
EP2737340A1 (en) 2014-06-04
JP2014529060A (ja) 2014-10-30
JP6215825B2 (ja) 2017-10-18
CN103718063B (zh) 2017-04-26
EP2737340B1 (en) 2019-04-24
WO2013014557A1 (en) 2013-01-31
US9322935B2 (en) 2016-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5647293B2 (ja) スペクトルコンピュータ断層撮影のための装置及び方法
JP6010051B2 (ja) シングル又はマルチエネルギー縦型感放射線検出器アレイおよび放射線検出方法
RU2519131C2 (ru) Сцинтилляционный материал и соответствующий спектральный фильтр
JP2014510902A5 (ru)
US9877689B2 (en) Detection device and data processing method
JP2001311779A (ja) Ｘ線検出器
JPWO2009022625A1 (ja) Ｘ線ｃｔ装置および該方法
JP5016180B2 (ja) Ｘ線像取得装置
JP2010515075A (ja) 高速放射線検出器
JP2014519026A (ja) 電離放射線の検出
US20120259196A1 (en) Medical image diagnostic apparatus and control method
RU2666431C2 (ru) Смешаннооксидные материалы
RU2605518C2 (ru) Сцинтиллятор на основе тербия для детектора
RU2607719C2 (ru) Устройство обнаружения для обнаружения излучения
JP6456946B2 (ja) 結像システムへの適用のためのＣｅ３＋活性化発光組成物
CN113466186A (zh) 用于闪烁体余辉的检测装置和方法
JP2011141230A (ja) Ｘ線ｃｔ用検出器及びｘ線ｃｔ装置
JPH09152485A (ja) 放射線検出器
JP2015075376A (ja) 放射線検出装置および放射線検査装置
Bartle et al. Characterising Afterglow in Developmental Scintillators
Valais et al. Investigation of the performance of Ce 3+ doped single crystal scintillators covering radiotherapy and PET/CT imaging conditions
JP2009300307A (ja) 放射線検出器およびこれを用いる放射線検査装置
JP2015039404A (ja) Ｘ線直接変換イメージングシステム

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200704