專利名稱：減小了邊緣效應(yīng)的檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)總體上是針對(duì)包括多個(gè)閃爍體的輻射檢測(cè)器。
背景技術(shù)：
結(jié)合了通常處于單晶材料形式的閃爍體的輻射檢測(cè)器被使用在范圍從油井記錄 到醫(yī)學(xué)成像的多種應(yīng)用之中。典型地，這類檢測(cè)器包括一個(gè)或者多個(gè)閃爍體，該閃爍體被光 學(xué)聯(lián)接到能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)換為電的一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器上。當(dāng)這樣一個(gè)檢測(cè)器經(jīng)受一個(gè)輻射事 件時(shí)，該閃爍體響應(yīng)于該輻射而產(chǎn)生光，并且這些光檢測(cè)器可以將光轉(zhuǎn)換為電，而電被用來(lái) 電子地記錄該事件。 —些輻射檢測(cè)器(如在醫(yī)學(xué)成像中)能夠根據(jù)多個(gè)輻射事件來(lái)成像。醫(yī)學(xué)成像通 常是通過(guò)注射、攝取、吸入、或其他適當(dāng)?shù)氖侄卧谝粋€(gè)患者體內(nèi)引入一種放射性藥學(xué)物質(zhì)來(lái) 實(shí)現(xiàn)的。該放射性藥物的一種放射性同位素選擇性地移動(dòng)到有待檢查的組織中并且從中放 出Y輻射。該輻射可以被感測(cè)到并且被用來(lái)產(chǎn)生該組織的一個(gè)圖像，以便為適當(dāng)?shù)闹委熖?供診斷信息。 對(duì)來(lái)自生物組織的輻射的感測(cè)典型地是通過(guò)一個(gè)檢測(cè)器來(lái)完成，通常稱之為Y 相機(jī)。這樣一個(gè)相機(jī)可以使用在PET(正電子放射斷層攝影術(shù))或SPECT(單光子放射計(jì)算 的斷層攝影術(shù))模態(tài)中并且可能以一個(gè)檢測(cè)器頭為特征，該檢測(cè)器頭包括一個(gè)圓形或矩形 的相機(jī)板，該相機(jī)板被光學(xué)聯(lián)接到一個(gè)對(duì)應(yīng)的二維陣列的位置傳感光檢測(cè)器(典型為光電 倍增管(PMT))上。該陣列的光檢測(cè)器可以具有相機(jī)板的視野，該相機(jī)板的主要尺寸典型地 約為30厘米或更大。重達(dá)數(shù)百磅的檢測(cè)器頭被用來(lái)制作二維圖像，有時(shí)以一種靜態(tài)模式而 有時(shí)以一種掃描模式。它們還可以通過(guò)從不同角度對(duì)同一個(gè)目標(biāo)攝取多個(gè)視圖并且使用計(jì) 算機(jī)邏輯圖像重建技術(shù)來(lái)制作三維圖像。這可能包括或不包括使用飛行時(shí)間的測(cè)量。
所謂的"Y相機(jī)板"是用于將輻射轉(zhuǎn)換為光的一種大面積的裝置并且最常見(jiàn)地是 以一種晶體切片(如摻雜有用于活化的鉈的碘化鈉)形式的一個(gè)閃爍體的組件，該組件被 氣密地密封在一個(gè)殼體中。該殼體由一種淺的鋁盤"后蓋"構(gòu)成，該鋁盤后蓋覆蓋有圍繞該 后蓋周長(zhǎng)粘合到其上的一個(gè)光學(xué)窗口。在晶體與窗口之間典型地提供一個(gè)光學(xué)界面以便改 進(jìn)該聯(lián)接。 在運(yùn)行中，來(lái)自目標(biāo)的輻射從相機(jī)板的后蓋輻射入口側(cè)進(jìn)入晶體。輻射與閃爍體 相互作用從而在其內(nèi)部引發(fā)閃爍光。該光經(jīng)過(guò)該光學(xué)窗口從該板中穿出并且進(jìn)入一個(gè)PMT 陣列之中，該陣列被聯(lián)接到其外表面上以便將光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。這些電信號(hào)被送到一個(gè)數(shù) 字處理器中用于以圖形形式構(gòu)建圖像信息。該處理器的軟件可以有能力對(duì)于在晶體內(nèi)部在 其產(chǎn)生點(diǎn)與其從窗口進(jìn)入這些光電倍增管中出口之間的播散在某種程度上進(jìn)行計(jì)算。這種
播散導(dǎo)致了重建圖像分辨率的某些損失而在此方面是令人不希望的，但是它同時(shí)在某種程 度上對(duì)于通過(guò)比較幾個(gè)鄰近的光電倍增管對(duì)同一閃爍事件的信號(hào)響應(yīng)來(lái)確定位置信息也 是必要的。 在成像應(yīng)用中，輻射檢測(cè)器繼續(xù)受制于在該檢測(cè)器的邊緣處較低的分辨率("邊
4緣效應(yīng)")，這可能減小閃爍體的有用的面積。這種效應(yīng)是由發(fā)生在該閃爍體的一個(gè)邊緣附 近的輻射事件引起的，這些輻射事件從該邊緣被反射從而使之更難以準(zhǔn)確地確定這類事件 的位置。在實(shí)踐中，并不總是有可能將檢測(cè)器放在感興趣的區(qū)域的中心，這使得邊緣分辨率 潛在地很重要。已經(jīng)提出了對(duì)邊緣效應(yīng)的不同解決方案，包括使用擴(kuò)散反射器(例如，見(jiàn)授 予Pergrale等人的美國(guó)專利號(hào)4， 284， 891)、以及在閃爍體的一個(gè)周邊區(qū)域或靠近一個(gè)邊 緣的光學(xué)窗口中提供的一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)(例如，見(jiàn)授予Juni的美國(guó)專利號(hào)7，138，638)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方案中提供了具有一個(gè)閃爍體的一個(gè)組件，該閃爍體包括一個(gè)面以及 一個(gè)反射體，該反射體被構(gòu)造并且安排為將離開(kāi)該閃爍體的面的大部分的光以一個(gè)角度重 新指向，該角度與光在離開(kāi)該面時(shí)行進(jìn)的方向相比是在45度到135度的一個(gè)范圍之內(nèi)。
在另一個(gè)實(shí)施方案中提供了檢測(cè)輻射的一種方法。該方法包括接收進(jìn)入具有一 個(gè)面的一個(gè)閃爍體中的輻射、響應(yīng)于該輻射用該閃爍體產(chǎn)生光、允許該光的至少一部分離 開(kāi)該面、并且用一個(gè)反射體以一個(gè)角度反射離開(kāi)該面的大部分的光，該角度與光在離開(kāi)該 面時(shí)行進(jìn)的方向相比是在45度到135度的一個(gè)范圍之內(nèi)。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，提供了包括多個(gè)棱鏡的一個(gè)反射體，這些棱鏡具有一個(gè)第 一面以及一個(gè)第二面并且進(jìn)一步包括在該第一面上的一個(gè)阻擋件。


通過(guò)參見(jiàn)附圖可以更好的理解本披露，并且使其眾多特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域的普
通技術(shù)人員而言變得清楚。 圖1A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)檢測(cè)器的側(cè)視圖。 圖1B是圖1A的檢測(cè)器的一個(gè)頂部示意性視圖。 圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的多個(gè)閃爍事件的一個(gè)圖案。 圖3A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的事件定位的模型。 圖3B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)圖像輸出的模型。 圖4A是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的事件定位的模型。 圖4B是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的圖像輸出的模型。 圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)反射體的側(cè)視圖。 圖6是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)反射體的側(cè)視圖。 圖7是在現(xiàn)有技術(shù)檢測(cè)器中的光行進(jìn)的圖示。 圖8是在現(xiàn)有技術(shù)檢測(cè)器中的光行進(jìn)的圖示。 圖9是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案穿過(guò)一個(gè)反射體的光行進(jìn)的圖示。 圖10是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案在一個(gè)檢測(cè)器中光行進(jìn)的圖示。 在不同附圖中使用相同的參考符號(hào)表示相似的或相同的事項(xiàng)。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1A與圖1B，一個(gè)實(shí)施方案包括一個(gè)組件50(該組件可能是處于一種輻射檢 測(cè)器的形式)，該組件具有一個(gè)閃爍體10，該閃爍體包括一個(gè)面8以及一個(gè)反射體20，該反
5射體被構(gòu)造和安排為將離開(kāi)該閃爍體的面的大部分光以一個(gè)角度重新指向，該角度與光離 開(kāi)該面行進(jìn)時(shí)的光的方向相比是在45度到135度的一個(gè)范圍之內(nèi)。在某些實(shí)施方案中，該 組件可以進(jìn)一步包括多個(gè)光檢測(cè)器30、一個(gè)窗口 40、和/或一種耦合劑60。盡管在此展示 的整個(gè)檢測(cè)器是圓形的，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到可以根據(jù)應(yīng)用以及其他因素來(lái)選擇不同的其他規(guī)則的 以及不規(guī)則的形狀。 如在此使用的，一個(gè)閃爍體是能夠?qū)⑤椛滢D(zhuǎn)換為光的任何裝置。在此提及的"輻 射"是針對(duì)任何電離輻射，但典型地是y輻射。所產(chǎn)生的光可以包括能夠由該反射體反射 以及由一個(gè)光檢測(cè)器檢測(cè)的任何波長(zhǎng)，并且不必包括所有的、或任何可見(jiàn)光。
根據(jù)某些實(shí)施方案，特定的材料被用于閃爍體的構(gòu)造，這些材料對(duì)于一種特定輻 射檢測(cè)應(yīng)用具有令人希望的多種特性。在選擇閃爍體時(shí)可能考慮的多種特性包括輻射停 止能力、光輸出、衰減時(shí)間、以及類似特性。在一個(gè)實(shí)施方案中，該閃爍體是一種無(wú)機(jī)材料， 該無(wú)機(jī)材料是一種本征閃爍體或者非本征閃爍體加上一種適當(dāng)?shù)膿诫s劑。這樣一種材料可 以是單晶體或一種陶瓷，只要它具有足夠的透明度以便對(duì)給定的應(yīng)用提供希望水平的光輸 出，單晶體典型地展現(xiàn)出優(yōu)秀的透明度。無(wú)機(jī)閃爍體可以包括稀土硅酸鹽類(如，镥釔氧
化原硅酸鹽)、稀土鹵化物(如，氯化鑭或溴化鑭)、堿金屬鹵化物(如，碘化鈉)、以及類似 物。所選擇的具體的晶體可以根據(jù)應(yīng)用而改變。 一般而言，對(duì)于SPECT相機(jī)，具有良好能量 分辨率的相對(duì)高的光輸出的晶體(例如，Nal，碘化鈉)優(yōu)于具有短的衰減時(shí)間的相對(duì)密集 的晶體(例如，LYSO， BGO)，因?yàn)榱炼纫约澳芰糠直媛士赡鼙让芏纫约八俣雀佑绊懣臻g分 辨率。在PET中，總體上相反的情況是成立的，因?yàn)樵趛能量更高的地方，密度可能是更令 人希望的。此外，衰減時(shí)間對(duì)于符合定時(shí)(coincident timing)可能是重要的。在另一個(gè) 實(shí)施方案中，該閃爍體可以是一種有機(jī)材料，如一種塑料，而在多個(gè)具體的實(shí)施方案中可以 是帶有n軌道電子結(jié)構(gòu)的環(huán)狀化合物。有機(jī)閃爍體的特定實(shí)例包括結(jié)晶蒽、聚乙烯基甲 苯、以及萘摻雜的丙烯酸。與典型地使用在醫(yī)學(xué)掃描中的這些y射線相比，此類有機(jī)閃爍 體可能更適合于測(cè)量中子和質(zhì)子，以用于貨物掃描或材料科學(xué)。 閃爍體的實(shí)施方案取決于其應(yīng)用可以改變尺寸和形狀。再次參見(jiàn)圖1A以及圖1B， 在大多數(shù)實(shí)施方案中，閃爍體包括相反的面4、6，這些面對(duì)應(yīng)地朝向和背離這些光檢測(cè)器， 以及至少一個(gè)額外的面8，該面可以被認(rèn)為是閃爍體的邊緣。例如，在閃爍體是矩形時(shí)可能 具有四個(gè)這樣的邊緣面，而一個(gè)圓形的閃爍體可能僅具有一個(gè)邊緣面。
閃爍體的多個(gè)具體實(shí)施方案可以包括一個(gè)單個(gè)的片或多個(gè)更小的片(如，多個(gè)像 素)。在圖1A以及圖1B中所展示的實(shí)例實(shí)施方案包括一個(gè)、單個(gè)的晶體閃爍體。例如，具 有多個(gè)像素形式的多個(gè)閃爍體的一個(gè)實(shí)施方案可以包括多個(gè)像素，這些像素測(cè)量橫跨該面 指向光檢測(cè)器的1毫米、2毫米、或幾毫米。此類像素可能與它們的寬度相比是更深的以便 為具體實(shí)施方案提供的一個(gè)希望水平的停止能力。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)閃爍體(例如，在一個(gè)y相機(jī)內(nèi))可以包括一個(gè)單晶 體，該單晶體橫跨指朝向光檢測(cè)器的一個(gè)面可以是10厘米或更小至25、50、75、100或更多 厘米寬，但與其寬度相比是相對(duì)較淺的，如對(duì)于具體實(shí)施方案是在一厘米或二厘米厚的級(jí) 別上。相對(duì)較大的單晶體閃爍體(如典型地使用在y相機(jī)中的那些)可能特別適合于使 用在多個(gè)實(shí)施方案中，這是因?yàn)槿鄙儆脕?lái)幫助限定光源的多個(gè)分離的像素并且因?yàn)樵陂W爍 體的邊緣區(qū)域與非邊緣區(qū)域之間的光行為中的潛在更為突出的差別。雖然如此，多個(gè)實(shí)施方案仍可以改進(jìn)像素化閃爍體中的分辨率，特別是那些存在的光檢測(cè)器少于像素并且希望 進(jìn)行某種形式的定位的情況。 —個(gè)反射體可以包括多種實(shí)施方案，這些實(shí)施方案適合于被構(gòu)造和安排為將離開(kāi) 該閃爍體的面的大部分的光以一個(gè)角度重新指向，該角度與光離開(kāi)該面時(shí)行進(jìn)的方向相比 是在45度到135度的一個(gè)范圍之內(nèi)。這與擴(kuò)散反射體的一種現(xiàn)有技術(shù)安排是相反的，該擴(kuò) 散反射體與朝向這個(gè)反射體的閃爍體的面大致平行并且與朝向這個(gè)或這些光檢測(cè)器的閃 爍體的面大致垂直。這樣一種反射體(如果完美地進(jìn)行擴(kuò)散)將僅反射以一個(gè)角度離開(kāi)該 反射體的面的一半的光，該角度與光離開(kāi)該面時(shí)行進(jìn)的方向相比是在45度到135度的一個(gè) 范圍之內(nèi)并且實(shí)際上將在此范圍內(nèi)反射實(shí)質(zhì)性地更少的量。在多個(gè)具體實(shí)施方案中，該反 射體可以被構(gòu)造和安排為將離開(kāi)一個(gè)閃爍體的面的大部分的光以一個(gè)角度重新指向，該角 度與光離開(kāi)該面時(shí)行進(jìn)的方向相比是在50度到130度、60度到120度、或75度到105度的 一個(gè)范圍之內(nèi)。 在多個(gè)具體的實(shí)施方案中，該反射體包括一個(gè)反射性的面，該反射性的面沿一個(gè) 第一平面定位，該第一平面與一個(gè)第二平面相交，該第二平面沿該閃爍體朝向反射體的面 定位。在這個(gè)面或這些面不是完美地平整的情況下，一個(gè)最佳配合的平面可以被認(rèn)為沿一 個(gè)面定位的平面。在一些實(shí)施方案中，該第一平面能夠以一個(gè)角度與該第二平面相交，該角 度在15度到165度的一個(gè)范圍之內(nèi)。 —個(gè)反射體的多個(gè)實(shí)施方案可以包括一種鏡面反射體。這樣一種鏡面反射體可以 被放置為與朝向它的閃爍體的面相比處于一個(gè)角度并且可以基于該放置角度使光重新指 向。在一個(gè)具體實(shí)施方案中，其中朝向該反射體的閃爍體的面是與朝向這個(gè)或這些光檢測(cè) 器的閃爍體的面處于大約直角，一個(gè)鏡面反射體可以被放置為與朝向它的面相比處于一個(gè) 約30度、45度、或60度的角度。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)反射體可以包括一個(gè)棱鏡。該反射體的多個(gè)實(shí)施方案 還可以具有多個(gè)周期性的表面特征，如在一個(gè)微棱鏡膜的情況下。這類特征可以是規(guī)則的 或不規(guī)則的，但是典型地將是在一種微棱鏡膜中的多個(gè)規(guī)則的棱鏡。如在圖5中所展示，在 一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)微棱鏡膜可以包括一材料片，該材料片具有一個(gè)光滑的側(cè)面22以及 具有一系列的微棱鏡26的一個(gè)側(cè)面24，這些具有寬度w以及高度h的微棱鏡被定位并且 成角度以便使光與該膜的這些側(cè)面相比向上和向下偏移。在多個(gè)典型的實(shí)施方案中，這些 表面特征具有一個(gè)平均高度，該平均高度明顯地大于光的波長(zhǎng)，如不小于1 P m或更典型地 不小于10iim、20iim、或者甚至50iim。對(duì)于一種更薄的反射體可以允許更小的特征。可 商購(gòu)的微棱鏡膜包括來(lái)從St. Paul, Minnesota的3M中可獲得的Vikuiti Transmissive RightAngle Film(TRAF)。 當(dāng)對(duì)檢測(cè)器增加相對(duì)較小寬度的反射體被安排為對(duì)光進(jìn)行重新指向時(shí)，它們可以 是特別令人希望的，因?yàn)槔缢鼈兛梢詤f(xié)助在多個(gè)區(qū)域(如在空間有限的頭部以及心臟) 中的醫(yī)學(xué)成像。微棱鏡膜是反射體的一個(gè)實(shí)例，它將典型地對(duì)該檢測(cè)器很少增加寬度，并因 此對(duì)于某些實(shí)施方案是特別可取的。 微棱鏡膜可以有益地以光滑側(cè)面亦或帶有這些微棱鏡膜的側(cè)面朝向該閃爍體來(lái) 應(yīng)用，雖然該光滑側(cè)面可能更易于光學(xué)性地聯(lián)接到該閃爍體上并且是在計(jì)算機(jī)模型中被證 明提供了減小邊緣效應(yīng)的多種性能優(yōu)點(diǎn)。在膜的光滑側(cè)面背離該閃爍體的情況下，它可以被涂覆或以其他方式與一個(gè)鏡面(類似鏡子的)或者擴(kuò)散反射體相接觸。 在多個(gè)具體實(shí)施方案中，一個(gè)反射體的表面特征可以被處理為使得光被指向?yàn)閮H
從該材料的特定的面出來(lái)。在圖6的示例實(shí)施方案中，微棱鏡26在一個(gè)面上具有一個(gè)阻擋
件28，該阻擋件限制了光能夠被指向的路線，從而潛在地改進(jìn)了光的采集以及圖像的分辨
率。在多個(gè)具體實(shí)施方案中，阻擋件28可以包括一個(gè)涂層或者層，如一個(gè)擴(kuò)散或鏡面反射體。 如在此使用的，"光學(xué)耦聯(lián)"表示這些被耦聯(lián)的物體被安排為使得光能夠通過(guò)一個(gè) 出來(lái)而進(jìn)入另一之中。典型地，這意味著這些物體的光通過(guò)的面是彼此鄰接的或彼此接觸 的。在多個(gè)具體實(shí)施方案中，額外的物體或材料可以被用來(lái)耦聯(lián)這兩個(gè)物體，如一個(gè)光管、 光纖線、光學(xué)膏、環(huán)氧、有機(jī)硅橡膠或者甚至空氣或其他氣體或相對(duì)真空。在有待被光學(xué)耦 聯(lián)的這些物體包括一個(gè)微棱鏡膜以及一個(gè)閃爍體的多個(gè)實(shí)施方案中，該膜可以被涂覆到該 閃爍體上或者簡(jiǎn)單地與它鄰接放置，同樣可以通過(guò)一種耦合劑來(lái)進(jìn)行耦聯(lián)。在圖1A的實(shí)施 方案中，一種耦合劑60將反射體20光學(xué)耦聯(lián)到閃爍體10上。 再次參見(jiàn)圖1A以及圖1B，本發(fā)明的組件50可以采取一個(gè)輻射檢測(cè)器的形式并且 可以包括一個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器30。光檢測(cè)器可以是能夠?qū)⒐鈴囊粋€(gè)閃爍體轉(zhuǎn)換為一種可以 被記錄的形式的任何裝置。為了協(xié)助電子記錄以及數(shù)據(jù)的處理，典型地將光轉(zhuǎn)換為一種電 信號(hào)。常見(jiàn)的光檢測(cè)器包括PMT以及光電二極管。可以對(duì)這個(gè)或這些光檢測(cè)器的尺寸、形 狀、性質(zhì)、以及安排進(jìn)行選擇，以便提供對(duì)該閃爍體的足夠的覆蓋并提供有利的分辨率。
這些光檢測(cè)器能夠以任何方法被光學(xué)耦聯(lián)到閃爍體上，這允許對(duì)于給定的應(yīng)用以 足夠的效率從閃爍體中接受的光。此外，光學(xué)耦聯(lián)可以被安排為使得這些光檢測(cè)器不是直 接與閃爍體鄰接，這可以促進(jìn)閃爍體光的擴(kuò)散而因此促進(jìn)定位。此外，該光學(xué)耦聯(lián)可以被安 排為使它圍繞閃爍體形成一種密封，該密封在該閃爍體可以被它要在其中使用的環(huán)境損壞 的地方(如，在該閃爍體是一種吸濕晶體的情況下)可以是特別令人希望的。在圖1A以及 圖1B的示例實(shí)施方案中，該閃爍體以及這些光檢測(cè)器使用一個(gè)窗口 40進(jìn)行光學(xué)耦聯(lián)。該 窗口可以由多種光導(dǎo)材料(如玻璃或塑料)形成。該材料的選擇可以根據(jù)成本、機(jī)加工的 容易度(塑料總體上比玻璃更便宜并且更易加工)、密封特性(對(duì)于氣密密封玻璃優(yōu)于塑 料)、以及類似因素來(lái)進(jìn)行。 在圖7以及圖8中展示了由典型的現(xiàn)有技術(shù)的檢測(cè)器產(chǎn)生的邊緣效應(yīng)。在圖7中， 一個(gè)輻射事件在點(diǎn)12處產(chǎn)生了光并且光子行進(jìn)(例如，由多個(gè)箭頭14所示)。因?yàn)辄c(diǎn)12 是背離閃爍體10的側(cè)面8，光以它們對(duì)于點(diǎn)12的接近度成比例的量射到多個(gè)光檢測(cè)器30 上，從而允許該點(diǎn)的位置被識(shí)別出。在這個(gè)實(shí)例中，邊緣效應(yīng)是不顯著的。現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖8， 在此展示了在閃爍體10的面8附近的一個(gè)點(diǎn)12處觸發(fā)光的一個(gè)輻射事件。如由多個(gè)箭頭 14所示，在這種情況下，不是光以它們對(duì)于點(diǎn)12的接近度成比例的量射在這些光檢測(cè)器30 上，而是光被閃爍體的面散射。在這個(gè)實(shí)例中，邊緣效應(yīng)是顯著的。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖10中所展示的實(shí)施方案，一個(gè)檢測(cè)器被安排為類似于在圖7以及圖8 中所展示的那些，但是在這種情況下，處于微棱鏡膜形式的一個(gè)反射體20被光學(xué)耦聯(lián)到閃 爍體10的邊緣上。當(dāng)在該實(shí)施方案的面8附近的一個(gè)點(diǎn)12處產(chǎn)生光時(shí)，離開(kāi)該閃爍體的面 的一部分光被重新指向到鄰近的光檢測(cè)器上，而不是被反射回到閃爍體中。這減小了邊緣 效應(yīng)。圖9更確切地展示了由多個(gè)箭頭14代表的光是如何被稱角的反射體20重新指向。
實(shí)例 產(chǎn)生了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型并且運(yùn)行它以便將一個(gè)常規(guī)檢測(cè)器與根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的檢測(cè)器的邊緣效應(yīng)進(jìn)行比較。在該模擬中使用的檢測(cè)器被展示在圖1A與圖1B中。為此目的，該閃爍體是作為一個(gè)60mm直徑、10mm厚的碘化鈉單晶體來(lái)建模，該單晶體被光學(xué)耦聯(lián)到多個(gè)光檢測(cè)器上，這些光檢測(cè)器處于帶有l(wèi)Omm厚的玻璃窗口的PMT形式。該閃爍輸入以作為"點(diǎn)幻影(dot phantom)"而為人所知的一種圖案來(lái)來(lái)建模，該點(diǎn)幻影包括處于5mm間隔并且被展示在圖2中的多個(gè)閃爍事件18。 首先，該模型是以該閃爍體的邊緣表現(xiàn)如同在現(xiàn)有技術(shù)中使用的常規(guī)的Teflon⑧
PTFE擴(kuò)散反射體的情況來(lái)運(yùn)行。該模型產(chǎn)生了在圖3A中展示的光輸出(也被稱為"事件定位")，在此類系統(tǒng)(加權(quán)矢量代數(shù))中由傳統(tǒng)的圖像分析軟件對(duì)它進(jìn)行解釋，以給出在圖3B中示出的輸出。波形82是通過(guò)每個(gè)像素多個(gè)事件的圖像中線的一個(gè)截面。每個(gè)峰值越高并且越窄，則圖像就分辨得越好。注意，事件位置80是兩個(gè)閃爍事件的組合，并且在該閃爍體邊緣附近產(chǎn)生的其他事件記錄也是模糊的。換言之，該圖像由于邊緣效應(yīng)被分辨得相對(duì)不良。 其次，該模型是以該閃爍體的邊緣表現(xiàn)如同是如果以具有50微米寬的棱鏡的一個(gè)微棱鏡膜的形式被耦聯(lián)到一個(gè)成角度的反射體上的情況來(lái)運(yùn)行。該模型產(chǎn)生了在圖4A中所展示的光輸出，再次對(duì)其進(jìn)行解釋以便給出在圖4B中示出的輸出。注意，一個(gè)或多個(gè)事件位置80示出了兩個(gè)明晰的閃爍事件，并且在該閃爍體邊緣附近產(chǎn)生的其他事件記錄也比圖3A以及圖3B中的更清楚。換言之，由于減小的邊緣效應(yīng)該圖像具有相對(duì)良好的分辨率。 以上實(shí)例表明在此所說(shuō)明的輻射檢測(cè)器的具體實(shí)施方案可以具有減小的邊緣效應(yīng)。該實(shí)例還表明根據(jù)具體實(shí)施方案使用反射體來(lái)使閃爍光重新指向而從一個(gè)閃爍體的側(cè)面進(jìn)入附近的多個(gè)光檢測(cè)器，這與現(xiàn)有技術(shù)的這些擴(kuò)散反射體以及光導(dǎo)向件相比可以改進(jìn)這些檢測(cè)器的效率以及分辨率。 以上披露的主題應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的、而非限制性的，并且所附的權(quán)利要求是旨在覆蓋落入本發(fā)明的真正范圍之內(nèi)的所有此類改變、增進(jìn)以及其他實(shí)施方案。因此，在法律所允許的最大程度上，本發(fā)明的范圍應(yīng)由對(duì)以下權(quán)利要求和它們的等效物可允許的最寬解釋來(lái)確定，并且不應(yīng)受以上詳細(xì)說(shuō)明的約束或限制。
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權(quán)利要求
一種組件，包括一個(gè)閃爍體，該閃爍體包括一個(gè)面；以及一個(gè)反射體，該反射體被構(gòu)造并且安排為將離開(kāi)該閃爍體的面的大部分的光以一個(gè)角度重新指向，該角度與光離開(kāi)該面時(shí)行進(jìn)的方向相比是在45度到135度的一個(gè)范圍之內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的組件，其中該閃爍體包括一個(gè)單晶體。
3. 如權(quán)利要求2所述的組件，其中該單晶體選自下組，其構(gòu)成為稀土氧化原硅酸鹽 類、稀土卣化物類、以及堿金屬卣化物類。
4. 如權(quán)利要求1所述的組件，進(jìn)一步包括被光學(xué)性地耦聯(lián)到該閃爍體上的一個(gè)光檢測(cè)器。
5. 如權(quán)利要求4所述的組件，進(jìn)一步包括一個(gè)窗口 ，該窗口將該光檢測(cè)器光學(xué)性地耦 聯(lián)到該閃爍體上。
6. 如權(quán)利要求5所述的組件，其中，該閃爍體包括一種吸濕性材料并且該窗口形成了 圍繞該閃爍體的一個(gè)密封件的一部分。
7. 如權(quán)利要求4所述的組件，其中該光檢測(cè)器包括一個(gè)光電倍增管。
8. 如權(quán)利要求1所述的組件，其中，該反射體包括一個(gè)反射性的面，該反射性的面沿一 個(gè)第一平面定位，該第一平面與沿該閃爍體的面定位的一個(gè)第二平面相交。
9. 如權(quán)利要求8所述的組件，其中，該第一平面以一個(gè)角度與該第二平面相交，該角度 是在15度到165度的一個(gè)范圍之內(nèi)。
10. 如權(quán)利要求8所述的組件，其中，該反射體包括一個(gè)棱鏡。
11. 如權(quán)利要求8所述的組件，其中，該反射體具有周期性的表面特征。
12. 如權(quán)利要求11所述的組件，其中，這些表面特征具有不小于10iim的一個(gè)平均高度。
13. 如權(quán)利要求12所述的組件，其中，該反射體包括一個(gè)微棱鏡膜。
14. 如權(quán)利要求13所述的組件，其中，該微棱鏡膜包括一個(gè)第一側(cè)面，該第一側(cè)面包括 處于棱鏡形式的多個(gè)表面特征，以及一個(gè)基本上沒(méi)有棱鏡的第二側(cè)面，該第二側(cè)面定向?yàn)?朝向該閃爍體。
15. 如權(quán)利要求13所述的組件，其中，該微棱鏡膜包括多個(gè)表面特征，這些表面特征包 括多個(gè)棱鏡并且在該多個(gè)棱鏡的至少一個(gè)面上具有一個(gè)阻擋件。
16. 如權(quán)利要求15所述的組件，其中，該阻擋件包括一個(gè)鏡面式反射體。
17. 如權(quán)利要求1所述的組件，其中，該組件包括一個(gè)輻射檢測(cè)器的一部分。
18. 如權(quán)利要求17所述的組件，其中，該檢測(cè)器被構(gòu)造和安排為用于醫(yī)學(xué)成像。
19. 如權(quán)利要求17所述的組件，其中，該檢測(cè)器被構(gòu)造和安排為一個(gè)y照相機(jī)。
20. —種探測(cè)輻射的方法，包括 接收進(jìn)入包括一個(gè)面的一個(gè)閃爍體的輻射； 響應(yīng)于該輻射用該閃爍體產(chǎn)生光； 允許該光的至少一部分離開(kāi)該面；并且用一個(gè)反射體以一個(gè)角度反射該光的大部分，該角度與該光離開(kāi)該面時(shí)行進(jìn)的方向相 比是在45度到135度的一個(gè)范圍之內(nèi)。
21. —個(gè)反射體，包括具有一個(gè)第一面以及一個(gè)第二面的多個(gè)棱鏡，并且進(jìn)一步包括在該第一面上的一個(gè)阻擋件。
22.如權(quán)利要求21所述的反射體，其中，該反射體包括一個(gè)微棱鏡膜。
全文摘要
提供了一種輻射檢測(cè)器及其子組件的多個(gè)實(shí)施方案，它具有一個(gè)閃爍體，該閃爍體帶有一個(gè)面，以及一個(gè)反射體，該反射體被構(gòu)造和安排為將離開(kāi)該閃爍體的大部分的光以一個(gè)角度重新指向，該角度與光離開(kāi)該面時(shí)行進(jìn)的方向相比是在45度到135度的一個(gè)范圍之內(nèi)。在其他實(shí)施方案中提供了一種方法，該方法包括接收進(jìn)入具有一個(gè)面的一個(gè)閃爍體的輻射、響應(yīng)于該輻射用該閃爍體產(chǎn)生光、允許該光的至少一部分離開(kāi)該面、并且用一個(gè)反射體以一個(gè)角度反射離開(kāi)該面的大部分的光，該角度與光離開(kāi)該面時(shí)行進(jìn)的方向相比是在45度到135度的一個(gè)范圍之內(nèi)。其他實(shí)施方案是針對(duì)一種反射體，該反射體包括多個(gè)棱鏡，這些棱鏡具有一個(gè)第一面以及一個(gè)第二面，并且在該第一面上帶有一個(gè)阻擋件。
文檔編號(hào)G01T1/20GK101796428SQ200880105301
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者M·S·布什, M·雅各布森, P·R·蒙格 申請(qǐng)人:圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司