[发明专利]辐射存储荧光体及其应用

说明书

本申请是2005年12月16日提交的名称为“辐射存储荧光体及其应用”的200580047953.2发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及光激励存储荧光体(Photoexcitable Storage Phosphor）。具体地，本发明涉及能够用于X射线、γ射线或紫外线（UV）辐射成像应用以及用于辐射剂量测定等的光激励存储荧光体。具体地，本发明涉及包括+3价氧化态稀土元素的光激励存储荧光体。

本发明还涉及用于制备光激励存储荧光体的方法。本发明进一步涉及包括该光激励存储荧光体的成像板，用于生产包括光激励存储荧光体的成像板的方法，以及成像板在包括医疗、科学成像和放射量测定器在内的各种应用中的其他运用，所述放射量测定器用于身体和环境辐射监控以及辐射治疗中的辐射监控。本发明还涉及包括本发明的光激励荧光体的放射量测定器。本发明还涉及用于本发明的光激励存储荧光体的读取技术。

背景技术

在早期的X射线成像和辐射剂量测定应用中，照相乳胶直接曝光在X射线下。然而，银基胶片对X射线的俘获效率极低，因此引进了荧光屏。荧光屏的成像应用涉及X射线，该X射线穿过目标或是从目标辐射的，然后通过辐射感光荧光层被转换成可见光。该辐射感光荧光层一般呈现在荧光屏（或X射线转换屏）上。

通过常规的银基乳胶胶片或板记录可见光。在要求相对强的X射线吸收体的增光屏中使用闪烁体。该闪烁体发射出银基乳胶胶片感光性最高的波长区域内的光。接着需对曝光得到的照相乳胶进行湿化学处理。

记录X射线图像的又一方法包括采用称为成像板（IP）的暂存媒介。与之前通过闪烁体直接将X射线转换成可见光的胶片屏幕方法相比，X射线存储荧光体以与X射线强度分布成正比来存储辐射图像。

该方法的优点是由于激光和计算技术的发展而最近才被人认识到。在该进一步方法中，诸如辐射图像转换面板等X射线存储媒介包括光激励荧光体。

以下描述对该方法进行图解的示意“流程”图。

包括光激励存储荧光体的成像板吸收穿过目标或从目标辐射的X射线。已表明，光激励存储荧光体由于在光激励存储荧光体中产生亚稳态电子空穴对而吸收或存储X射线辐射。

为了释放存储在光激励存储荧光体中的潜在X射线辐射能量，将光激励存储荧光体曝光在可见光或红外激光下。这也被称为读取步骤。可以认为，光激励步骤导致电子空穴对重组，这进而导致可见光的发射。理想地，光激励存储荧光体存储尽可能多的入射X射线能量，并且直到将光激励存储荧光体曝光在可见光或红外激光下时才发射所存储的X射线能量（描述为衰退（fading））。

目前，在读取步骤中采用400至900nm波长范围内的激光。光激励存储荧光体一般在300至500nm波长范围内表现出光受激发射。用光电检测器检测该受激发射，该光电检测器产生幅度与发射的光水平成线性比例的电信号。

然后，将根据所述发射产生的电信号转换成数字格式，以使得可以在视频屏幕上显示辐射图像。这一类型的图像记录被称为数字化照相或计算机射线照相。和常规的胶片屏幕射线照相相比，光激励存储荧光体具有在低许多的剂量下能够进行X射线成像（例如，医疗成像）的潜在可能，同时仍然提供足够（如果不是更高）的信息水平。然而，实际中出现的情况是，可商业获取的成像板还是需要与胶片屏幕方法相当的剂量。

第三种方法采用全固态数字检测器。在这种检测器中，通过闪烁屏（含有碘化铯（CsI）颗粒）将X射线转换成光，该光随后被光电二极管/晶体管阵列形式的硅面板检测到。

然后将光电二极管/晶体管阵列的电信号转换成数字格式并显示在视频屏幕上。使用数字检测器的缺点包括分辨率低（>100μm）以及成本相当高。而且，数字检测器还不能运用在空间受限的某些应用中，诸如牙齿X射线成像这一重要应用。通常认为，数字检测器和成像板是相互补充的，并且很多应用中都要求有它们两个。

目前已知的光激励存储荧光体包含用于捕获X射线产生的电子和空穴的中心（centre）。可以认为，X射线辐射在卤化物晶体内产生F中心。F中心是被电子占据的阴离子空位，而F⁺中心是没有俘获电子的阴离子空位。例如，在铕为二价氧化态的BaBrF:Eu²⁺存储荧光体中，F⁺(Br^-)和F⁺(F^-)缺陷都可作为电子存储中心，而Eu²⁺作为空穴陷阱。