[发明专利]用于制备像素化闪烁体的方法

说明书

在一种制造像素化闪烁体的方法中，将处于熔融状态的无定形闪烁体材料按压到由网状阵列的多个壁限定的多个腔体中。将所述多个腔体中的所述熔融的闪烁体材料冷却以形成像素化闪烁体阵列。还描述一种包括像素化闪烁体的x射线成像器。

技术领域

本公开的实施方案总体上涉及x射线成像装置和方法。具体地，描述制备像素化闪烁体的方法以及含有像素化闪烁体的图像检测器的各种实施方案。

背景技术

x射线图像检测器广泛用于医学成像、安全检查、科学研究以及其他行业。x射线图像检测器可以包括闪烁体层和检测器阵列。闪烁体层吸收指示成像对象的结构的入射x射线辐射并将吸收的辐射转换成可见光子。检测器阵列可以收集产生的可见光子并将其转换成可测量的电信号，所述电信号可以被放大、数字化或由本领域已知的各种电路和算法进一步处理。检测器阵列可以包括可寻址的光敏元件(诸如光电二极管)和开关晶体管(诸如TFT或CMOS晶体管)。

为了改善图像的空间分辨率，闪烁体层中所产生的可见光子理想地应该由垂直位于产生可见光子的闪烁体下方的检测器元件记录。像素之间的串扰应保持为最小。为了实现这一点，使用可以限制可见光子的横向扩散的像素化闪烁体。常规地，像素化闪烁体通过“切片和切块”方法来形成。将闪烁体晶体块切割成可能抛光或不抛光的切片。切片被涂覆有一层反射隔膜或涂层并且彼此重新组合，现在由反射隔膜分离。然后将组件旋转90度，并且再次对所述块进行切片、涂覆和重新组合。然后，最终的像素化阵列在所有四个侧面上均具有由反射隔膜包围的正方形或矩形“像素”。

制备像素化闪烁体的常规方法是劳动密集型的，并且大面积像素化闪烁体的成本是过高的。存在对用于制备像素化闪烁体的创新且更有效的方法的需要。

发明内容

以下阐述一种制造像素化闪烁体的方法的某些实施方案。应明白，呈现这些实施方案仅仅是为了向读者提供本发明可能采用的某些形式的概述，并且这些实施方案并不意图限制本发明的范围。实际上，本发明可以涵盖以下可能未阐述的各种实施方案或方面。

在用于制备像素化闪烁体阵列的方法的示例性实施方案中，可以将熔融的闪烁体材料倾倒到具有反射壁的网状阵列的中空腔体中。可替代地，可以将熔融的闪烁体材料按压到具有反射壁的网状阵列的中空腔体中。然后，可以对组件进行冷却或退火，从而使刚性像素化闪烁体阵列处于适当位置。闪烁体材料可以是热膨胀系数类似于网状材料的热膨胀系数的无定形材料(诸如闪烁玻璃)。取决于应用，像素间距可以在约0.05mm至约40mm范围内变动。

示例性闪烁体材料包括掺杂有稀土元素(诸如铈和铽)的硼酸盐玻璃和硅酸盐玻璃，以优化发射到检测器阵列的光的波长。例如，铽掺杂的闪烁体通常处于约550nm的绿色光谱中，接近非晶硅(a-Si)检测器阵列的最佳水平。其他闪烁体材料包括嵌入在玻璃中的闪烁纳米球。纳米球可以具有显著小于发射光的波长的直径。另外的闪烁体材料包括具有各种掺杂剂材料的塑料闪烁体(诸如聚乙烯基甲苯(PVT))。通常，可以使用熔化温度低于网状栅格的熔化温度的任何闪烁体材料。

网状物可以由熔化温度高于闪烁体材料的熔化温度的材料构成。网状壁可以由金属或金属合金、陶瓷或其他合适的材料构成，并且可以涂覆有反射层。

适合用于制造网状物的示例性金属或金属合金包括但不限于：铜镍合金、哈氏合金C、铬镍铁合金、铱、铁、蒙乃尔合金、钼、钢、钢碳合金、钽、钍、钛、钨、钒、锆。金属或金属合金可以涂覆有漫反射涂料或朗伯(Lambertian)反射涂料(诸如TiO₂)。取决于玻璃的熔化温度，它们还可以涂覆有有效的镜面反射物(诸如银、金或铝)。