[发明专利]采用氢氧化物共沉淀法制备氧化钇－氧化钆陶瓷闪烁体的方法

说明书

本发明涉及用于计算机X-射线断层照相术(CT)及其它X-射线、γ辐射和核辐射探测应用中的希土氧化物陶瓷闪烁体的制备方法，更确切地说，此方法涉及制备半透明至透明的多晶型氧化钇-氧化钆闪烁体。

计算机X-射线断层照相术扫描仪属医学诊断设备，受检体由平面光束或X-射线束照射，其强度变化与受检体中复杂光程的能量吸收有直接关系。从各种不同角度或视野来测量沿这些光程的X-射线强度(即X-射线吸收)，即可计算出辐射穿过受检体任一平面上各区域的X-射线吸收系数。这些区域通常由面积约为1毫米×1毫米的小方块组成。吸收系数用以产生影象，如由X-射线来贯穿的人体器官或工业设备结构件的影象。

扫描仪的主体和重要部件是X-射线探测器，用以接受穿过特定受检体后的X-射线。通常，X-射线探测器含有闪烁体材料，它在X-射线激发时发射光频辐射。在典型的医学或工业应用中，来自闪烁体材料的光辐射再照射到光电响应材料上，以产生电信号输出，电信号的幅度与所照射的X-射线的强度成正比。电信号经数字化，以供数字计算机处理，由此产生适合在阴极射线屏或其它永久性介质上形成影象的吸收系数。

由于计算机X-射线断层照相术的特殊要求，并非所有在X-射线或γ射线激发下能发射光辐射的闪烁体材料均适用于计算机X-射线断层照相术。适用的闪烁体必须是一种X-射线的高效转换体，能将X-射线转换成能为光电信增管或光二极管之类的光敏器件有效探测的电磁谱区(可见区和近可见区)的光辐射。同时也希望闪烁体具有高的光学清晰度，即能高效地透过光辐射，以避免光截留。这样，闪烁体深处的光辐射能够逸出，并为外设的光探测器所探测。此特点在医学诊断应用上特别重要，因为要尽量减少病人的受照，就要求X-射线的剂量尽可能低，同时又要能保持足够高的光子探测效率及高的信噪比。

适用的闪烁体材料的其它特性是：短余辉效应、低滞后现象、高X-射线阻止性能及光谱线性度。余辉效应是X-射线激发停止后，闪烁体继续发射光辐射的趋势，它引起信载信号随时间而模糊。在要求快速连续扫描的应用中，如动体器官成象时，短余辉效应特别重要。滞后现象是闪烁体材料特性，在相同X-射线激发下，它造成光辐射随闪烁体的辐射历程而变化。由于在计算机X-射线断层照相术中，要对来自每一个闪烁体元的光辐射作重复的精密测量，并且要求打到闪烁体上的相同的X-射线产生基本相同的光辐射，所以滞后现象是不利的。当以较高速率进行一些连续测量时，其典型的探测准确度约为千分之一数量级。高X-射线阻止性能对X-射线的高效探测是有利的，未被闪烁体吸收的X-射线将探测不到。光谱线性度是闪烁体材料的又一重要特性，因为打到闪烁体上的X-射线有不同的频率，要求闪烁体对X-射线的所有频率有基本相同的响应。

具有高的光学清晰度、密度、均匀度、立方晶系结构特性，并适用于计算机X-射线断层照相术的多晶型希土氧化物陶瓷闪烁体的组合物及其制备方法已由美国专利4421671、4518545、4525682、4466929、4466930和4747973所公开，在此并入本发明作为参考。简言之，多晶型陶瓷闪烁体是由能形成立方晶系结构的、选自Gd₂O₃、Y₂O₃、La₂O₃、Lu₂O₃及其混合物的希土氧化物制成。希土氧化物中掺入活性剂元素如铕、钕、镱、镝、铽和镨，以形成能在预定的波长下闪烁的立方晶系结构。根据需要加入足够量的透光促进剂如ThO₂、ZrO₂和Ta₂O₅，以改进陶瓷闪烁体的透明度。还可加入足够量的光辐射促进剂如CaO或SrO，以产生高的光辐射。