[发明专利]辐射感测热塑性复合面板

说明书

发明领域

本发明总体地涉及闪烁材料领域，并且具体来说，涉及挤压闪烁材料，包括热塑性聚烯烃和闪烁体材料。更具体来说，本发明涉及包括含有热塑性聚烯烃和闪烁体材料的挤压闪烁层的透明闪烁体面板，以及用于制造所述透明闪烁体面板的方法。

发明背景

闪烁体是将高能辐射(如X射线和伽玛射线)转化为可见光的材料。闪烁体被广泛应用于检测和非侵入性成像技术中，如用于医疗和筛选应用的成像系统。在这类系统中，高能光子(例如，来自射线源的X射线)通常穿过接受成像的人体或物体，并且在成像容积的另一侧，撞击与光检测设备相关联的闪烁体。所述闪烁体通常响应于高能光子碰撞生成光学光子。然后所述光学光子可以由光检测设备进行测量和量化，从而提供入射到光检测器(通常是光电检测器)上的高能辐射的量和位置的替代度量。

例如，闪烁体面板通常用于计算机断层扫描(CT)成像系统。在CT系统中，X射线源朝向能够进行成像的对象或物体(如患者或一件行李)射出扇形波束。来自X射线的高能光子在由所述对象或物体衰减后与闪烁体面板碰撞。所述闪烁体面板将所述X射线转换为光能(“光学光子”)并且所述闪烁体面板照亮，从而使由光电检测器(通常是光电二极管)所捕获的光学光子放电，所述光电检测器响应于放电后的光学光子生成相应的电信号。然后光电二极管输出被传送到数据处理系统用于图像重建。基于所述光电二极管输出信号所重建的图像提供了类似于可通过常规照相胶片技术得到的对象或物体的投影。

分辨率是任何成像系统或装置的关键标准，尤其是在CT系统等中。在CT和其它类似成像系统的情况下，许多因素可以决定分辨率；但是，本申请重点在于闪烁面板及其对分辨率的影响。当使用连续、均匀的闪烁层时，已知的是，闪烁光的横向传播降低了图像分辨率。例如，当响应于X射线暴露生成光学光子时，由于闪烁面板的光学性质，这些光学光子可以在所述面板中传播或分散，并可以由耦连到所述闪烁面板上的多于一个光检测器所检测到。由多于一个光检测器进行的检测通常导致图像分辨率降低。已开发出若干方法(包括减小所述闪烁层的厚度)来帮助抵消光学光子扩散。这减少了所述光学光子在闪烁层中可能穿行的距离。然而，由于存在更少的闪烁材料用于源辐射光子进行激发，因此闪烁层越薄，转换效率越低。因此，对于给定应用来说，最佳闪烁层厚度反映了成像速度与所需的图像清晰度之间的平衡。

本领域中已知的另一种方法是采用掺铊碘化铯(CsI:Tl)闪烁层。掺铊碘化铯闪烁面板有可能为射线照相应用提供出色的空间分辨率，因为基于CsI的面板能够表现出高X射线吸收率和高转换效率。然而，由于基于CsI的材料的机械和环境脆弱性，在实际应用中这可能很难实现。例如，CsI是高度水溶性和高度吸湿性的。用CsI:Tl制成的任何闪烁面板必须保持在密封、低湿度的环境中，以避免吸引可能负面地影响发光的水。CsI:Tl结构在机械上也是脆弱的，从而在制造期间和之后需要专门的处理程序，如完全封闭在耐冲击容器中。结果是，在已经成功实现了掺铊碘化铯闪烁面板的图像质量益处的应用中，生产(和最终产品)成本是相当高的。

一种使用掺铊碘化铯的替代方法用来提高闪烁体面板中的闪烁层的透明度。通常理解的是，完全透明的闪烁面板将提供最高的空间分辨率。然而，虽然最为透明的闪烁体将是单晶，但尚未将单晶闪烁体面板构建成具有对于射线照相应用实际有用的尺寸和足够的X射线吸光率。提高透明度的另一种选择是在具有与闪烁体的折射率完全相同或非常相似的折射率的聚合物基体中分散微粒闪烁体；但是，这种方法要求在所述聚合物基体中高度加载闪烁体颗粒，这到目前为止尚未成功实现具有实际有用的尺寸和足够高的闪烁体微粒加载。

虽然现有技术在其特定应用中可能已经取得了一定程度的成功，但仍有必要以成本友好的方式提供不仅具有接近基于CsI的闪烁体面板的图像质量的图像质量，而且具有优异的机械和环境稳健性的透明闪烁体面板。

发明概述

在一方面中，本发明提供了一种透明闪烁体面板，其包括挤压闪烁层，所述挤压闪烁层含有热塑性聚烯烃和闪烁体材料，其中所述透明闪烁体面板具有比溶剂涂覆型DRZ+屏幕的iH50大至少5%的固有MTF。

在另一方面中，还公开了一种闪烁检测系统，其包括透明闪烁体面板，所述透明闪烁体面板包括挤压闪烁层，所述挤压闪烁层含有热塑性烯烃和闪烁体材料；和至少一个光电检测器，其耦连到所述透明闪烁体面板上，其中至少一个光电检测器被配置来检测从所述透明闪烁体面板生成的光子。