DE10058810A1 - Röntgendetektormodul - Google Patents
RöntgendetektormodulInfo
- Publication number
- DE10058810A1 DE10058810A1 DE10058810A DE10058810A DE10058810A1 DE 10058810 A1 DE10058810 A1 DE 10058810A1 DE 10058810 A DE10058810 A DE 10058810A DE 10058810 A DE10058810 A DE 10058810A DE 10058810 A1 DE10058810 A1 DE 10058810A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- cells
- ray detector
- detector module
- scintillator
- binder
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Withdrawn
Links
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
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Röntgendetektormodul (1), bei dem durch einen vorzugsweise metallischen Träger (3) röhrenförmige Zellen (4) gebildet werden, in denen sich eine Mischung aus einem Binder (7) und aus Szintillatorpartikeln (6) befindet. Von den Szintillatorpartikeln (6) absorbierte Röntgenstrahlung (X) führt zur Emission von Licht einer größeren Wellenlänge (lambda¶1¶, lambda¶2¶), welches an einem Detektor (5) am Fußende der Zellen (4) nachgewiesen werden kann. Um die Lichtausbeute möglichst hoch zu halten, wird ein Unterschied der Brechungsindices zwischen dem Binder (7) und den Szintillatorpartikeln (6) von weniger als 20% angestrebt und/oder es werden nanokristalline Szintillatorpartikel (6) mit einer Größe zwischen 1 und 100 nm verwendet. Vorzugsweise sind die Zellwände (3, 3') in Einfallsrichtung der Röntgenstrahlung verlängert, um ein Antistreugitter oberhalb des Detektors auszubilden.
Description
Die Erfindung betrifft ein Röntgendetektormodul enthaltend einen Träger, der gitter
förmig angeordnete Zellen bildet und aus einem für Röntgenstrahlung im Wesentlichen
undurchlässigen Material besteht. Ferner betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung eines
solchen Röntgendetektormoduls.
Röntgendetektoren für den Einsatz in der Medizin und in der zerstörungsfreien Werk
stoffprüfung werden im Allgemeinen in der Form strukturierter Röntgenabsorber und den
einzelnen Pixeln des Röntgenabsorbers zugeordneter Detektoren hergestellt. In den
Röntgenabsorbern werden die nachzuweisenden Photonen der Röntgenstrahlung von dem
Szintillatormaterial absorbiert und in Form von sichtbarem oder ultraviolettem Licht
reemittiert. Die Photonen dieses Lichtes können dann in den Detektoren nachgewiesen
und räumlich dem entsprechenden Pixel des Röntgenabsorbers zugeordnet werden. Bei
den Detektoren kann es sich zum Beispiel um Photodioden, Avalanche-Dioden oder
Photomultiplier handeln.
Gerade bei großformatigen Röntgendetektoren der genannten Art ist jedoch die Her
stellung des in Pixel unterteilten Detektorfeldes sehr aufwendig. Die Fläche eines solchen
Röntgendetektors kann je nach Anwendung zwischen 100 × 3 cm2 (Computertomograph)
oder 30 × 40 cm2 (Fluoroskopie, Radiologie) betragen. Die Größe der einzelnen Pixel liegt
dabei im Bereich von 0.03-30 mm2. Die Anzahl der Pixel je Detektor liegt im Bereich
von Tausend bis zu mehreren Millionen Pixeln.
Für eine geringe Anzahl von Detektorpixeln ist prinzipiell der Aufbau aus einzelnen
Szintillatorkristallen als Röntgenabsorbern und zwischen den Kristallen liegenden Absor
berblechen möglich. Die Absorberbleche dienen der Strukturierung des Röntgendetektors
in einzelne Zellen und der Verhinderung des optischen Übersprechens und des Crosstalks
zwischen den Zellen durch Röntgen-Fluoreszenzquanten. Die von den Absorberblechen
definierten Zellen legen somit die Größe eines Pixels im Röntgendetektormodul fest.
Bis zu einer Größenordnung von Tausenden von Pixeln ist es prinzipiell möglich, struk
turierte Szintillatorkristalle herzustellen, indem größere Scheiben aus Szintillatorkristallen
zersägt und die einzelnen Szintillatorstäbe abwechselnd mit Absorbermaterialien wie zum
Beispiel reflektierend beschichteten Metallfolien zu eindimensional strukturierten Arrays
zusammengefügt werden. Auch eine zweidimensionale Strukturierung ist auf diese Weise
möglich, wobei jedoch ein zweiter Verfahrensschritt notwendig ist. Die Herstellung
derartiger Arrays ist daher äußerst fehlerbehaftet und sehr teuer. Für eine große Anzahl
einzelner Pixel mit einer Größe unterhalb 1 mm ist dieses Verfahren deshalb in der Praxis
nicht mehr anwendbar.
Aus der US 5,981,959 ist ein Röntgendetektormodul bekannt, bei welchem durch eine
Gießtechnik eine Mischung bestehend aus einem Binder, aus einem Lösemittel und aus
Szintillatorpartikeln in eine spezielle Form gebracht wird, bei welcher ausgehend von einer
Basisfläche des Materials sich senkrecht von dieser Fläche erstreckende Säulen des
Szintillatormaterials entstehen. Nach Absorption eines Röntgenquants in einer derartigen
Säule werden ein oder mehreren Lichtquanten einer größeren Wellenlänge isotrop
emittiert, von welchen viele durch Reflexion an der Wand der Säule in Richtung auf ein
der Säule zugeordnetes Detektorelement gelenkt und dort nachgewiesen werden. Auf dem
Weg von der Säule des Szintillatormaterials zum Detektorelement kann jedoch eine erheb
liche Ablenkung und Streuung des Lichtquants auftreten, so dass dieses räumlich nur mit
geringerer Genauigkeit seinem Entstehungsort zugeordnet werden kann. Weiterhin ist die
Herstellung solcher Detektormodule durch die aufwendige Ätzung oder andersartige
Erzeugung der Säulen des Szintillatormaterials sehr aufwendig und damit teuer.
Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein kostengünstig
herstellbares Röntgendetektormodul bereitzustellen, mit welchem eine gute Ortsauflösung
der nachzuweisenden Röntgenstrahlung möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Röntgendetektormodul mit den Merkmalen der Ansprüche
1, 2 und/oder 11 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
Das Röntgendetektormodul enthält demnach einen Träger, welcher gitterförmig ange
ordnete Zellen bildet und aus einem für Röntgenstrahlung im Wesentlichen undurch
lässigen Material besteht. Durch die gitterförmig in einer Reihe oder in mehreren Reihen
nebeneinander angeordneten Zellen wird eine eindimensionale oder zweidimensionale
Struktur des Röntgendetektormoduls ausgebildet. In den Zellen befindet sich eine Masse,
welche einen Binder mit darin eingebetteten Szintillatorpartikeln enthält, wobei die
Szintillatorpartikel nach Absorption eines Röntgenquants Licht im Bereich einer größeren
Wellenlänge λ emittieren.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung des Röntgendetektormoduls sind die Materialien für den
Binder und für die Szintillatorpartikel so gewählt, dass der Unterschied zwischen dem
optischen Brechungsindex nS(λ) der Szintillatorpartikel für die Wellenlänge λ und dem
optischen Brechungsindex nB(λ) des Binders für die Wellenlänge λ weniger als 20%,
vorzugsweise weniger als 10% beträgt. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Brechungs
indices von Szintillatorpartikeln und Binder im Wesentlichen gleich groß sind.
Ein solches Röntgendetektormodul kann kostengünstig hergestellt werden und erlaubt
gleichzeitig die Realisierung hoher Auflösungen, das heißt geringer Pixelgrößen. Dieser
Erfolg ist dadurch möglich, dass ein Pulver aus Szintillatorpartikeln oder eine Szintillator
flüssigkeit verwendet werden, mit welchen in einfacher Weise die in einem Träger aus
gebildeten Zellen gefüllt werden können. Es ist daher nicht mehr nötig, Szintillatorkristalle
in kleine Teile zu zersägen und diese Teile einzeln mit einer Absorberwand zu umgeben.
Zu beachten ist dabei jedoch, dass die Szintillatorpartikel die reemittierten Photonen des
Lichtes streuen können, was insbesondere bei hohen Schichtdicken der Szintillatormasse zu
Vielfachreflexionen und teilweiser Absorption an den Szintillatorkristallen und an den
Wänden der Zelle und damit zur Auslöschung des Signals führt. Diese Probleme werden
bei dem oben erläuterten Röntgendetektormodul dadurch gelöst, dass der Unterschied
zwischen den Brechungsindices von Szintillatorpartikeln und Binder auf maximal 20%
begrenzt wird. Es hat sich gezeigt, dass bei Einhaltung dieser Grenze die genannten
Störeffekte hinreichend klein gehalten werden können. Je kleiner dabei der Unterschied
der Brechungsindices ist, desto geringer sind die Störeffekte und desto höher können die
Signale des Röntgendetektormoduls sein.
Der Binder enthält vorteilhafterweise einen Anteil von TiO2, das insbesondere in Form
von Rutil oder Anatas vorliegt, und/oder einen Anteil von ZnO, ZnS, ZrO2, BaSO4
und/oder PbCO3. Der Anteil dieser Substanzen am gesamten Bindermaterial beträgt
vorzugsweise 50 Gew.-% bis 95 Gew.-%. Durch die genannten Substanzen ist es möglich,
eine organische Substanz wie insbesondere ein Polymer als Basissubstanz des Binders zu
wählen und durch entsprechend hohe Anteile der Zusatzstoffe wie zum Beispiel des TiO2
den Brechungsindex des resultierenden Gemisches so hoch einzustellen, dass er dem
Brechungsindex der Szintillatorpartikel möglichst nahe kommt.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Röntgendetektormoduls, welches wie oben
erläutert aus einem Zellen bildenden Träger und einer in den Zellen angeordneten
Mischung aus einem Binder und Szintillatorpartikeln besteht, weisen die Szintillator
partikel eine Korngröße von weniger als 200 nm, vorzugsweise von weniger als 100 nm,
besonders bevorzugt weniger als 50 nm auf. Insbesondere kann die Korngröße der Szin
tillatorpartikel zwischen 1 und 50 nm liegen. Bei den Szintillatorpartikeln handelt es sich
demnach um sogenannte Nanopartikel. Durch die Verwendung solcher Nanopartikel ist es
möglich, die störende Streuung von reemittierten Lichtphotonen in der Szintillatormasse
der Zellen hinreichend klein zu halten, so dass trotz hoher Schichtdicke der Szintillator
masse eine gute Signalhöhe des Röntgendetektormoduls erhalten wird.
Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der Unterschied zwischen den Brechungsindices
zwischen dem nanokristallinen Szintillatorpulver und dem umgebenden Binder weniger als
20%, insbesondere weniger als 10% beträgt. In diesem Falle trägt sowohl die Kleinheit der
Szintillatorpartikel als auch der geringe Unterschied der Brechungsindices zu einer
Reduzierung der Störeffekte bei.
Der die Zellen des Röntgendetektormoduls bildende Träger besteht vorzugsweise aus
einem Metall, aus einem mit Metall gefüllten Kunststoff und/oder aus photostrukturier
barem Glas. Bei photostrukturierbarem Glas handelt es sich um Glas, welches durch
Belichtungs- und Ätzverfahren in eine gewünschte dreidimensionale Struktur gebracht
werden kann. Durch derartige Prozesse können insbesondere im Träger die Zellen des
Röntgendetektormoduls erzeugt werden. Wenn der Träger ein Metall enthält oder aus
Metall besteht, weist dieses die gewünschten Reflexions- und Absorptionseigenschaften für
das reemittierte Licht auf. Insbesondere verhindert ein Träger aus derartigem Material ein
optisches Übersprechen und einen Crosstalk durch Röntgen-Fluoreszenzquanten.
Die Oberflächen des Trägers können zumindest teilweise mit einer Reflektorschicht ver
sehen sein, welche für Licht aus dem Bereich der Wellenlänge λ einen Reflexionsgrad von
über 90%, vorzugsweise mehr als 97% aufweist. Insbesondere sollten die die Zellwände
bildenden Oberflächen des Trägers eine derartige Reflektorschicht aufweisen, damit in der
Szintillatormasse erzeugtes Licht von den Wänden der Zellen reflektiert wird und somit für
den Nachweisprozess nicht verloren geht. Vorzugsweise besteht die Reflektorschicht aus
einem weißen, TiO2-haltigen Pulver mit einer Schichtdicke von typischerweise 10 bis
50 µm. Alternativ oder zusätzlich kann eine aufgedampfte Metallschicht aus zum Beispiel
Silber Ag, Aluminium Al oder dergleichen verwendet werden. Letzteres ist insbesondere für
strukturiertes Glas von Vorteil.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt das Volumen der Szin
tillatorpartikel ca. 50 bis 70% des Volumens der in den Zellen angeordneten Masse aus
Binder und Szintillatorpartikeln. Die Schichtdicke der genannten Masse beträgt vorzugs
weise je nach Anwendung 0.1 bis 5 mm. Die Schichtdicke wird dabei in Richtung der
einfallenden Röntgenstrahlung gemessen.
Die Zellen des Trägers des Röntgendetektormoduls können unterschiedliche Formen
aufweisen, welche sich durch das gewünschte Absorptions- und Emissionsverhalten sowie
den angewendeten Herstellungsprozess ergeben. Vorzugsweise ist die Form der Zellen
dabei in Richtung der einfallenden Röntgenstrahlung länglich, das heißt die Breite der
Zellen in Richtung quer zur einfallenden Röntgenstrahlung beziehungsweise quer zur
Ebene der Anordnung der Zellen gemessen ist kleiner als die Höhe der Zellen, welche in
Richtung der einfallenden Röntgenstrahlung gemessen wird. Insbesondere kann die Breite
der Zellen 10 bis 50%, besonders bevorzugt etwa ein Drittel der Höhe betragen.
Als Material für die Szintillatorpartikel kommen Selten-Erd-Oxide oder Oxisulfide mit
Praseodym Pr, Cer Ce, Terbium Tb und/oder Europium Eu als Dotierung in Frage,
insbesondere Gd2O2S:Pr, Gd2(SO4)O:Ce (GOS, GSO). Zu den Selten-Erd-Metallen
gehören dabei Scandium Sc, Yttrium Y, Lanthan La und die Lanthanoide. Weiterhin
kommen Alkalihalogenide wie CsI:Tl, CsI:Na oder NaI:Tl und/oder CdWO4 als Material
für die Szintillatorpartikel in Betracht.
Die nach Absorption eines Röntgenquants emittierte Strahlung im Bereich sichtbaren
Lichts lässt sich von entsprechenden Detektoren nachweisen, so dass mit diesen ein
indirekter Nachweis des Röntgenquants und dessen Lokalisierung möglich ist. Zu diesem
Zweck kann auf einer Seite mindestens einer Zelle ein Detektor zur Umwandlung von
Photonen aus dem Bereich der Wellenlänge X in ein elektrisches Signal angeordnet sein.
Insbesondere kann der Detektor dabei ein Teil eines CMOS-Chips oder eines a-Si:H-
Detektors sein. Vorzugsweise ist jeder Zelle des Röntgendetektormoduls ein Detektor
zugeordnet, welcher separat elektronisch auslesbar ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Röntgendetektormodul, welches insbesondere in einer
der oben erläuterten Weisen ausgestaltet sein kann, und das einen Träger enthält, der
gitterförmig angeordnete Zellen bildet und aus einem für Röntgenstrahlung im Wesent
lichen undurchlässigen Material besteht. Die Zellen sind dabei röhrenförmig ausgebildet,
und ein Teilvolumen der Zellen enthält ein Szintillatormaterial. Unter "röhrenförmiger
Ausbildung" einer Zelle ist zu verstehen, dass die Seitenwände der Zelle in einer Richtung
parallel verlaufen, so dass die Zelle aus dieser Richtung gesehen offen ist. Die Querschnitts
fläche der Zellen kann quasi beliebig sein, wobei sie jedoch vorzugsweise kompakt und
rund oder mehreckig ist. Dadurch, dass nur ein Teilvolumen der Zellen Szintillator
material enthält, kommt ein Abschirmungseffekt zustande, bei welchem die über das
Szintillatormaterial überstehenden parallelen Seitenwände der Zellen als Antistreugitter
(ASG) wirken. Das heißt, dass schräg zur Verlaufsrichtung der Seitenwände einfallende
Röntgenstrahlung mit großer Wahrscheinlichkeit auf die Seitenwände des Trägers trifft
und dort absorbiert wird, bevor sie das Szintillatormaterial erreicht. Auf das Szintillator
material trifft dagegen nur nahezu parallel zur Achse der Zelle einfallende Röntgen
strahlung. Durch Ausrichtung der Achsen der Zellen auf die Quelle der Röntgenstrahlung
kann somit erreicht werden, dass im Wesentlichen nur direkte Röntgenstrahlung im
Szintillatormaterial nachgewiesen wird, während aus Streuprozessen resultierende
sekundäre Röntgenstrahlung überwiegend einen schrägen Einfallswinkel hat und daher
durch vorzeitige Absorption an den Wänden der Zellen aussortiert wird. Ein derartiges
Röntgendetektormodul vereinigt die Funktionen einer Detektorstruktur und eines
Antistreugitters in sich, wobei die exakte räumliche Zuordnung von Szintillator und
Antistreugitter per Konstruktion gewährleistet ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Röntgendetektor
moduls gemäß einer der oben erläuterten Ausgestaltungen, wobei in einem nasschemischen
Beschichtungsverfahren eine fließfähige Mischung aus einem Binder und aus Szintillator
partikeln in die vorbereiteten Zellen eines Trägers eingebracht wird. Anschließend wird die
Mischung durch thermische Behandlung, durch UV-Bestrahlung oder durch ähnliche
Prozesse ausgehärtet und verdichtet. Die Schritte des Einbringens der Mischung und der
Verdichtung können so oft wie nötig wiederholt werden, um eine gewünschte Schichtdicke
zu erhalten. Wenn die Temperaturen bei dem Verfahren hinreichend niedrig gehalten
werden, kann die nasschemische Herstellung unmittelbar auf dem unter dem Träger
liegenden Detektorsubstrat (zum Beispiel CMOS-Chip oder a-Si:H-Detektor) erfolgen.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figur beispielhaft erläutert. Die einzige
Abbildung zeigt schematisch einen Querschnitt durch drei repräsentative Zellen eines
erfindungsgemäßen Röntgendetektormoduls.
Das Röntgendetektormodul 1 wird durch in einer Gitterstruktur angeordnete Zellen 4
gebildet. Die Gitterstruktur wird dabei durch einen Träger erzeugt, welcher die in der
Figur vertikalen Zellwände 3 aufweist, die die einzelnen Zellen 4 voneinander trennen. Die
Zellen 4 haben eine säulen- oder röhrenförmige Gestalt mit runder oder vorzugsweise
mehreckiger, insbesondere rechteckiger Querschnittsfläche, wobei die Höhe h der Zellen
etwa das Dreifache der Breite b der Zellen beträgt. Innerhalb der Zellen 4 ist eine Matrix
aus einem Binder 7 und darin eingebetteten Szintillatorpartikeln 6 angeordnet, welche in
der mittleren Zelle durch Kugeln grafisch veranschaulicht sind.
Bei seinem Einsatz wird das Röntgendetektormodul 1 relativ zur in der Figur vertikal von
oben nach unten zeigenden Einfallsrichtung der nachzuweisenden Röntgenstrahlung X so
angeordnet, dass sich das durch die Zellen 4 gebildete Feld (Array) quer zu dieser Ein
fallsrichtung der Strahlen X erstreckt. Die Röntgenstrahlung X (dicke Pfeile) kann somit
durch die obere offene Stirnfläche der röhrenförmigen Zellen 4 in das Innere der Zellen
einfallen. Dort werden die Röntgenquanten von den Szintillatorpartikeln 6 absorbiert.
Nach Absorption eines Röntgenquants emittiert das Szintillatormaterial ein oder mehrere
Photonen (dünne Pfeile), deren Wellenlängen λ1, λ2 im Bereich des sichtbaren Lichtes
liegen. Ein Teil dieses Lichtes erreicht den am unteren Stirnende der Zelle 4 angeordneten
Detektor 5, wo das Licht ein elektrisches Signal erzeugt. Dieses Signal wird in bekannter
Weise elektronisch erfasst und stellt einen Hinweis auf die Absorption des Röntgen
quants X in der zugehörigen Zelle des Röntgendetektormoduls dar.
Um möglichst viel des reemittierten Lichtes der Wellenlängen λ zum Detektor 5 gelangen
zu lassen, sind die Innenflächen der Wände 3 des Trägers sowie die Oberflächen des
Röntgendetektormoduls 1, die den Detektoren 5 gegenüberliegen, mit einer Reflexions
schicht 2 beschichtet. Diese Reflexionsschicht besteht vorzugsweise aus einem TiO2-
haltigen Pulver mit einer Schichtdicke von ca. 10 bis 50 µm. Der Träger 3 besteht
vorzugsweise aus einem Metall, und die Szintillatorpartikel 6 bestehen vorzugsweise aus
GOS (Gd2O2S:Pr).
Das reemittierte Licht der Wellenlängen λ unterliegt auf seinem Weg innerhalb der Zelle 4
Streuprozessen an den Szintillatorpartikeln 6. Um diese Streuprozesse möglichst gering zu
halten, werden die Materialien von Binder 7 und Szintillatorpartikeln 6 so gewählt, dass
der Unterschied zwischen ihren Brechungsindices für das Licht im Bereich der reemittier
ten Wellenlängen λ weniger als 20%, besonders bevorzugt weniger als 10% beträgt.
Idealerweise wären die Brechungsindices sogar genau gleich groß. Die gewünschte Anglei
chung der Brechungsindices kann z. B. dadurch erfolgen, dass als Binder ein Polymer mit
einem entsprechend hohen TiO2 Anteil verwendet wird.
Zusätzlich und/oder alternativ kann ein nanokristallines Szintillatorpulver verwendet
werden, bei dem die Größe der Teilchen 6 zwischen 1 nm und 100 nm liegt.
Durch die Angleichung der Brechungsindices und/oder die Verwendung von Nano
partikeln bei der Ausgestaltung des Röntgendetektormoduls 1 kann erreicht werden, dass
ein wesentlicher Anteil des Lumineszenzlichtes aus einer Zelle 4 (Pixel) zum Detektor 5
ausgekoppelt werden kann, so dass sich ein ausreichend hohes Signal am Detektor ergibt.
Gemäß einer Weiterbildung des Röntgendetektormoduls könnten die Wände bzw. Gitter
stege 3 des Trägers, welche die Zellen 4 voneinander trennen, auch mit einer größeren
Höhe h' ausgebildet sein, so dass sie nach oben über die Füllung mit dem Szintillator
material 6, 7 überstehen (gestrichelte Linien in der Figur). Der überstehende Teil 3' der
Gitterwände 3 würde dann als Antistreugitter wirken, das heißt schräg einfallende
Röntgenstrahlung X absorbieren und nur die im Wesentlichen parallel zu den Wänden
einfallende Strahlung bis zum Szintillatormaterial durchlassen. Eine solche höhere
Ausbildung der Gitterstege realisiert in einfacher Weise eine Verbindung von Szintillator
und Antistreugitter, wobei die räumliche Zuordnung der beiden Elemente exakt
gewährleistet ist.
Claims (12)
1. Röntgendetektormodul (1),
enthaltend einen Träger (3), der gitterförmig angeordnete Zellen (4) bildet und aus einem für Röntgenstrahlung im Wesentlichen undurchlässigen Material besteht,
wobei in den Zellen (4) eine Masse von in einen Binder (7) eingebetteten Szintillator partikeln (6), die nach Absorption von Röntgenstrahlung Licht im Bereich einer größeren Wellenlänge λ emittieren, angeordnet ist,
und wobei der Unterschied zwischen dem Brechungsindex der Szintillatorpartikel (6) und dem Brechungsindex des Binders (7) für die Wellenlänge λ weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10% beträgt.
enthaltend einen Träger (3), der gitterförmig angeordnete Zellen (4) bildet und aus einem für Röntgenstrahlung im Wesentlichen undurchlässigen Material besteht,
wobei in den Zellen (4) eine Masse von in einen Binder (7) eingebetteten Szintillator partikeln (6), die nach Absorption von Röntgenstrahlung Licht im Bereich einer größeren Wellenlänge λ emittieren, angeordnet ist,
und wobei der Unterschied zwischen dem Brechungsindex der Szintillatorpartikel (6) und dem Brechungsindex des Binders (7) für die Wellenlänge λ weniger als 20%, vorzugsweise weniger als 10% beträgt.
2. Röntgendetektormodul nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Binder TiO2, insbesondere in Form von Rutil oder Anatas, und/oder einen Anteil
von ZnO, ZnS, ZrO2, BaSO4 und/oder PbCO3 enthält.
3. Röntgendetektormodul, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2,
enthaltend einen Träger (3), der gitterförmig angeordnete Zellen (4) bildet und aus einem für Röntgenstrahlung im Wesentlichen undurchlässigen Material besteht,
wobei in den Zellen (4) eine Masse von in einen Binder (7) eingebetteten Szintillator partikeln (6), die nach Absorption von Röntgenstrahlung Licht im Bereich einer größeren Wellenlänge λ emittieren, angeordnet ist,
und wobei die Szintillatorpartikel (6) eine Korngröße von weniger als 200 nm, vorzugsweise weniger als 100 nm aufweisen.
enthaltend einen Träger (3), der gitterförmig angeordnete Zellen (4) bildet und aus einem für Röntgenstrahlung im Wesentlichen undurchlässigen Material besteht,
wobei in den Zellen (4) eine Masse von in einen Binder (7) eingebetteten Szintillator partikeln (6), die nach Absorption von Röntgenstrahlung Licht im Bereich einer größeren Wellenlänge λ emittieren, angeordnet ist,
und wobei die Szintillatorpartikel (6) eine Korngröße von weniger als 200 nm, vorzugsweise weniger als 100 nm aufweisen.
4. Röntgendetektormodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Träger (3) aus Metall, einem mit Metall gefüllten Kunststoff und/oder
photostrukturierbarem Glas besteht.
5. Röntgendetektormodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Oberfläche des Trägers (3) zumindest teilweise mit einer Reflektorschicht (2)
versehen ist, die für Licht aus dem Bereich der Wellenlänge λ einen Reflexionsgrad von
über 90% aufweist.
6. Röntgendetektormodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Volumen der Szintillatorpartikel (6) 50% bis 70% des Volumens der in den
Zellen (4) angeordneten Masse beträgt.
7. Röntgendetektormodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhe (h) der in den Zellen (4) eingebetteten Masse 0.1 mm bis 5 mm beträgt.
8. Röntgendetektormodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in der Ebene der Anordnung der Zellen (4) bestimmte Breite (b) der Zellen (4)
kleiner als die Höhe (h) der Zellen ist.
9. Röntgendetektormodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Szintillatorpartikel (6) Selten-Erd-Oxide oder Oxisulfide mit Pr, Ce, Tb und/oder
Eu als Dotierung, insbesondere Gd2O2S:Pr oder Gd2(SO4)O:Ce, und/oder
Alkalihalogenide wie CsI:Tl, CsI:Na oder NaI:Tl und/oder CdWO4 enthalten.
10. Röntgendetektormodul nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf einer Seite von mindestens einer Zelle (4) ein Detektor (5) zur Umwandlung von
Photonen aus dem Bereich der größeren Wellenlänge λ in eine elektrisches Signal
angeordnet ist.
11. Röntgendetektormodul, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
enthaltend einen Träger (3, 3'), der gitterförmig angeordnete Zellen (4) bildet und aus
einem für Röntgenstrahlung im Wesentlichen undurchlässigen Material besteht, wobei die
Zellen (4) röhrenförmig sind und nur ein Teilvolumen der Zellen ein Szintillator
material (6, 7) enthält.
12. Verfahren zur Herstellung eines Röntgendetektormoduls (1) nach mindestens einem
der Ansprüche 1 bis 11,
wobei mindestens einmal eine fließfähige Mischung aus einem Binder (7) und aus
Szintillatorpartikeln (6) in die Zellen (4) eines Trägers (3) eingebracht und anschließend
durch thermische Behandlung und/oder durch UV-Bestrahlung verdichtet wird.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10058810A DE10058810A1 (de) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Röntgendetektormodul |
EP01000654A EP1209488A3 (de) | 2000-11-27 | 2001-11-23 | Röntgendetektormodul |
US09/994,359 US6784432B2 (en) | 2000-11-27 | 2001-11-26 | X-ray detector module |
JP2001359415A JP2002214349A (ja) | 2000-11-27 | 2001-11-26 | X線検出モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10058810A DE10058810A1 (de) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Röntgendetektormodul |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10058810A1 true DE10058810A1 (de) | 2002-06-06 |
Family
ID=7664808
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10058810A Withdrawn DE10058810A1 (de) | 2000-11-27 | 2000-11-27 | Röntgendetektormodul |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6784432B2 (de) |
EP (1) | EP1209488A3 (de) |
JP (1) | JP2002214349A (de) |
DE (1) | DE10058810A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7265357B2 (en) | 2004-11-25 | 2007-09-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing a scintillator layer for an x-ray detector, and scintillator layer |
DE102006033497A1 (de) * | 2006-07-19 | 2008-01-31 | Siemens Ag | Strahlungsdetektor für Röntgen- oder Gammastrahlen und Verfahren zu seiner Herstellung |
Families Citing this family (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8713471U1 (de) * | 1987-10-07 | 1987-12-03 | Rofin-Sinar Laser Gmbh, 2000 Hamburg, De | |
WO2004023123A1 (en) * | 2002-09-04 | 2004-03-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Anti-scattering x-ray shielding for ct scanners |
US7038211B2 (en) * | 2002-12-03 | 2006-05-02 | Universities Research Association, Inc. | Systems and methods for detecting x-rays |
US7213963B2 (en) | 2003-06-09 | 2007-05-08 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
JP4018647B2 (ja) * | 2004-02-09 | 2007-12-05 | キヤノン株式会社 | 投影露光装置およびデバイス製造方法 |
DE102004026842B4 (de) * | 2004-06-02 | 2007-12-27 | Siemens Ag | Röntgendetektor |
DE102004061867B4 (de) * | 2004-12-22 | 2008-09-11 | Siemens Ag | Röntgendetektor mit optisch transparent aushärtendem Klebstoff |
US20070085010A1 (en) * | 2005-06-14 | 2007-04-19 | The Regents Of The University Of California | Scintillator with a matrix material body carrying nano-material scintillator media |
US20070102647A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | The University Of Chicago | Multi-radiation large area detector |
US7649611B2 (en) | 2005-12-30 | 2010-01-19 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
US7625502B2 (en) * | 2007-03-26 | 2009-12-01 | General Electric Company | Nano-scale metal halide scintillation materials and methods for making same |
WO2008118523A2 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | General Electric Company | Scintillators and method for making same |
US7708968B2 (en) * | 2007-03-26 | 2010-05-04 | General Electric Company | Nano-scale metal oxide, oxyhalide and oxysulfide scintillation materials and methods for making same |
US7608829B2 (en) * | 2007-03-26 | 2009-10-27 | General Electric Company | Polymeric composite scintillators and method for making same |
US8338790B2 (en) * | 2007-12-21 | 2012-12-25 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Radiation-sensitive detector with a scintillator in a composite resin |
RU2506609C2 (ru) * | 2008-08-07 | 2014-02-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Комбинация asg, катода и держателя для детектора фотонов |
JP5847075B2 (ja) * | 2009-04-22 | 2016-01-20 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | プリント有機フォトダイオードアレイを備えるイメージング測定システム |
RU2420763C2 (ru) * | 2009-08-13 | 2011-06-10 | Закрытое Акционерное Общество "Научно-Производственная Коммерческая Фирма "Элтан Лтд" | Многоэлементный детектор рентгеновского излучения, редкоземельный рентгенолюминофор для него, способ формирования многоэлементного сцинтиллятора и детектора в целом |
DE102010062208A1 (de) | 2010-11-30 | 2012-05-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Komposit-Röntgendetektor mit integriertem Kollimatorarray für Computertomographie und Verfahren zu dessen Herstellung |
US8581254B2 (en) * | 2011-09-30 | 2013-11-12 | General Electric Company | Photodetector having improved quantum efficiency |
WO2014080941A1 (ja) * | 2012-11-26 | 2014-05-30 | 東レ株式会社 | シンチレータパネルおよびその製造方法 |
RU2532645C1 (ru) * | 2013-04-29 | 2014-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "МТ" (ООО "НТЦ-МТ") | Способ формирования структурированного сцинтиллятора на поверхности пикселированного фотоприемника (варианты) и сцинтилляционный детектор, полученнный данным способом (варианты) |
JP6204746B2 (ja) * | 2013-08-20 | 2017-09-27 | 株式会社トクヤマ | 中性子シンチレーター及び中性子検出器 |
US10266759B1 (en) * | 2014-01-13 | 2019-04-23 | Radiation Monitoring Devices, Inc. | Composite scintillators |
JP6624056B2 (ja) * | 2014-07-07 | 2019-12-25 | 東レ株式会社 | シンチレータパネル、放射線検出器およびその製造方法 |
US9442261B2 (en) * | 2014-07-09 | 2016-09-13 | Toshiba Medical Systems Corporation | Devices for coupling a light-emitting component and a photosensing component |
US10527739B2 (en) * | 2015-08-07 | 2020-01-07 | Koninklijke Philips N.V. | Quantum dot based imaging detector |
US20170090042A1 (en) * | 2015-09-30 | 2017-03-30 | Varian Medical Systems, Inc. | Method for fabricating pixelated scintillators |
US10145966B2 (en) | 2015-10-02 | 2018-12-04 | Varian Medical Systems, Inc. | Methods for fabricating pixelated scintillator arrays |
US10571580B2 (en) | 2015-11-11 | 2020-02-25 | Siemens Healthcare Gmbh | Detector element for detecting incident x-ray radiation |
KR102547798B1 (ko) | 2015-12-08 | 2023-06-26 | 삼성전자주식회사 | 방사선 검출기 및 이를 채용한 방사선 촬영 장치 |
US10686003B2 (en) * | 2015-12-31 | 2020-06-16 | General Electric Company | Radiation detector assembly |
US9759883B1 (en) * | 2016-03-14 | 2017-09-12 | Applied Materials Israel Ltd. | Optical module and a detection method |
US10330798B2 (en) * | 2016-04-01 | 2019-06-25 | Varian Medical Systems, Inc. | Scintillating glass pixelated imager |
KR101991446B1 (ko) * | 2017-08-30 | 2019-06-20 | 한국원자력연구원 | 산란방지그리드를 갖는 검출기장치와 이를 포함하는 컨테이너 검색기 |
CN107831635B (zh) * | 2017-11-30 | 2023-10-24 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种x射线条纹相机时标光耦合器 |
US10649098B2 (en) | 2018-01-29 | 2020-05-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light converting nanoparticle, method of making the light converting nanoparticle, and composition and optical film comprising the same |
JP6480648B1 (ja) * | 2018-04-09 | 2019-03-13 | 公立大学法人大阪府立大学 | 電磁放射線検出装置 |
GB2618386A (en) * | 2022-05-06 | 2023-11-08 | Quantum Advanced Solutions Ltd | X-ray scintillator |
KR102604256B1 (ko) | 2022-10-17 | 2023-11-20 | 한국전기연구원 | 하이브리드 섬광체 기반 엑스선 디텍터 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2012800B (en) * | 1977-12-23 | 1982-08-18 | Gen Electric | Index matched phosphor scintillator structures |
GB2034148B (en) * | 1978-08-30 | 1983-06-15 | Gen Electric | Multi element high resolution scintillator structure |
US4375423A (en) * | 1980-07-15 | 1983-03-01 | General Electric Company | Index-matched phosphor scintillator structures |
US4563584A (en) * | 1982-12-29 | 1986-01-07 | General Electric Company | Solid state detector |
GB2167279A (en) * | 1984-11-15 | 1986-05-21 | Ian Redmayne | Radiation imaging |
US4870279A (en) * | 1988-06-20 | 1989-09-26 | General Electric Company | High resolution X-ray detector |
JP3515169B2 (ja) * | 1994-04-15 | 2004-04-05 | 富士写真フイルム株式会社 | 放射線像記録再生方法および放射線像変換パネル |
US5712483A (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-27 | The Regents Of The University Of California | X-ray grid-detector apparatus |
US6534772B1 (en) * | 1997-11-28 | 2003-03-18 | Nanocrystal Imaging Corp. | High resolution high output microchannel based radiation sensor |
US5952665A (en) * | 1997-11-28 | 1999-09-14 | Nanocrystals Technology L.P. | Composite nanophosphor screen for detecting radiation |
US5981959A (en) | 1997-12-05 | 1999-11-09 | Xerox Corporation | Pixelized scintillation layer and structures incorporating same |
-
2000
- 2000-11-27 DE DE10058810A patent/DE10058810A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-11-23 EP EP01000654A patent/EP1209488A3/de not_active Withdrawn
- 2001-11-26 US US09/994,359 patent/US6784432B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-26 JP JP2001359415A patent/JP2002214349A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7265357B2 (en) | 2004-11-25 | 2007-09-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing a scintillator layer for an x-ray detector, and scintillator layer |
DE102006033497A1 (de) * | 2006-07-19 | 2008-01-31 | Siemens Ag | Strahlungsdetektor für Röntgen- oder Gammastrahlen und Verfahren zu seiner Herstellung |
DE102006033497B4 (de) * | 2006-07-19 | 2014-05-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Strahlungsdetektor für Röntgen- oder Gammastrahlen und Verfahren zu seiner Herstellung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020079455A1 (en) | 2002-06-27 |
EP1209488A3 (de) | 2006-07-12 |
EP1209488A2 (de) | 2002-05-29 |
US6784432B2 (en) | 2004-08-31 |
JP2002214349A (ja) | 2002-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10058810A1 (de) | Röntgendetektormodul | |
DE69837429T2 (de) | Unterteilter szintillationsdetektor zur feststellung der koordinaten von photoneninteraktionen | |
DE3141755C2 (de) | ||
DE202017007509U1 (de) | Optisches System zur Sammlung von Entfernungsinformationen in einem Feld | |
DE102010062133B4 (de) | Kollimator für einen Strahlendetektor und Verfahren zur Herstellung eines solchen Kollimators sowie Verfahren zur Herstellung eines Kollimatoren aufweisenden Strahlendetektors | |
DE10021938A1 (de) | Szintillatorverbundmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102004060932B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsdetektors | |
DE102004059794A1 (de) | Multischichtreflektor für CT-Detektor | |
EP1107260A2 (de) | Gitter zur Absorption von Röntgenstrahlen | |
DE102011051389A1 (de) | Szintillatorarrays und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE102010004890A1 (de) | Photodiodenarray, Strahlendetektor und Verfahren zur Herstellung eines solchen Photodiodenarrays und eines solchen Strahlendetektors | |
DE102010020610A1 (de) | Strahlendetektor und Verfahren zur Herstellung eines Strahlendetektors | |
DE10034575A1 (de) | Röntgendetektor mit verbesserter Lichtausbeute | |
DE2923324A1 (de) | Strahlungsabtastgeraet | |
DE112018003135T5 (de) | Rückstreudetektionsmodul | |
DE10054680A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Detektorarrays zur Detektion elektromagnetischer Strahlung und Detektorarray | |
DE102006033497B4 (de) | Strahlungsdetektor für Röntgen- oder Gammastrahlen und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE112013001689B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer dualen Szintillatoranordnung | |
EP1255125A1 (de) | Hybride zweidimensionale Szintillatoranordnung | |
DE102009009051B4 (de) | Szintillatoranordnung zur Erfassung einer Röntgenstrahlung sowie Röntgendetektor mit einer solchen Szintillatoranordnung | |
DE102012210487B3 (de) | Szintillatorplatte und Verfahren zur Herstellung einer Szintillatorplatte | |
DE2912210A1 (de) | Strahlungsdetektor mit einem trapezoidalen szintillator | |
DE10054678A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines ein- oder mehrdimensionalen Detektorarrays | |
DE19948062A1 (de) | Röntgenstrahl-Detektorsystem für Computertomographie-Abtastgeräte | |
DE102006033496A1 (de) | Strahlungsdetektor für Röntgen- oder Gammastrahlen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: PHILIPS INTELLECTUAL PROPERTY & STANDARDS GMBH, 20 |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |