[发明专利]X射线转换元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种X射线转换元件。

背景技术

这种X射线转换元件是用于射线照相的数字探测器的组成部分，例如R.F.Schulz发表在“Fortschr.Rntgenstr.(2001)173”第1137至1146页，尤其图片Abb.5中的论文“Digitale Detektorsysteme für die Projektionsradiographie”介绍了这种探测器。

在已知的情况下有闪烁体的X射线转换元件与CCD(CCD-chargecoupled device：电荷耦合装置)照相机结合使用。X射线绝大部分在闪烁体(荧光屏)内被吸收并变换为可见光。照片借助光学成像仪器(例如光学透镜、反射镜、棱镜等)投影在CCD照相机上，它将照片转换成电信号。电信号进一步处理并作为数字图像输出。

这种探测系统的优点是，它只包括一些能比较容易和便宜地买到的部件，并因而也能比较经济地生产。因此这种探测系统意味着是一种成本较低具有数字式探测系统已知优点(无胶卷、图像处理等)的方案。

在这种探测系统中需用剂量与传统的胶卷-软片系统的需用剂量类似。因此，采用这种探测系统不能达到如可通过所谓的平板探测器(flat paneldetector)实现的剂量节省。平板探测器例如在M.Spahn等人在“Der Radiologe43(2003)”第340至350页发表的论文“Flachbilddetektoren in der Rntgen-diagnostik”中作了介绍。

X射线照相需用剂量较大的原因是产生所谓的“secondary quantumsinks”。

理想X射线探测器(可忽略不计的电子噪声，没有结构噪声)的信噪比取决于吸收的X射线量子的数量并称为“primary quantum sink”。

在平板探测器中吸收的X射线量子转换为例如1000个电子。附加的静电子噪声由于电子较大的数量因而可以忽略不计。

但是若每个X射线量子产生少于10个电子，则所述附加的噪声不再能忽略以及恶化图像质量或增加需用剂量。人们称之为“secondary quantumsink”。这一实情在R.M.Gagne等人在“Proc.SPIE Vol.4320(2001)”第156至162页所发表的著作“Optically coupled digital radiography：sources ofinefficiency”中作了说明。

对闪烁体的基本要求是，任何命中闪烁体的X射线量子应在闪烁体中产生尽可能多的光量子，它们又必须尽可能无损失地变换成电子。

对闪烁体的另一个要求是它的机械稳定性。为了安装，闪烁体只在外边缘固定。比较大的X射线转换元件(例如44cm×44cm)可能与鼓膜类似地振动。在工作期间，但更多还在运输期间，X射线探测器例如在载重汽车运输或铁路运输过程中局部遭受严重的冲击和振动。

为了保证闪烁体不会通过这种振动受损，例如通过URL http://sales.hamamatsu.com/assets/pdf/parts_J/ALS_ACS_FOS.pdf已知可以使用转换层，在转换层中由CsI:TI组成的闪烁体，或施加在1mm厚的铝载体上，或施加在2mm厚的无定形碳载体上。为达到足够的机械稳定性，不允许小于这些层厚。

但因为载体沿射线轨迹处于闪烁体之前，所以它起射线过滤器的作用。因此被载体吸收的能量不再提供用于在闪烁体发光。

2mm无定形碳有利于X射线的传输，仅在X射线能量小于30keV时传输率才略降。采用无定形碳时的缺点是高的价格。

反之，铝是一种便宜的材料。但采用1mm铝的缺点是，在X射线能量小于40keV时传输率较低。

发明内容

因此，本发明的目的是创造一种能经济地生产尤其用于射线照相的X射线转换元件，它在有良好的机械稳定性的同时生成优质的X射线照片。

此目的通过这样一种X射线转换元件来达到，该X射线转换元件包括-一可穿透X射线和不透湿或防潮的基层，

-一可穿透X射线的与基层连接的载体，

-一施加在基层上的闪烁体，

-一透光和不透湿或防潮的覆盖闪烁体的防护层。