[发明专利]制造计算机X射线层析照相系统的闪烁体的方法

说明书

本发明一般涉及计算机X射线层析照相(CT)成像，尤其涉及与CT系统共同使用的检测器。

在至少一些计算机X射线层析照相(CT)成像系统配置中，一个X射线源投射一个扇形光束，该扇形光束受到准直从而位于笛卡尔坐标系的X-Y平面中，通常把它称作“成像平面”。该X射线光束穿过象病人这样的成像的物体。在由该物体衰减之后，该光束照射到辐射检测器的一个阵列上。在检测器阵列上接收到的该衰减光束辐射的强度取决于物体对X射线光束的衰减。该阵列的每个检测元件产生一个单独的电信号，该信号是检测位置处光束衰减的测量结果。分别取得来自所有检测器的衰减测量结果以产生一个传输曲线。

在已知的第三代CT系统中，用一个台架使X射线源和检测器阵列绕待成像物体在成像平面内旋转以使X射线光束与该物体相交的角度均匀改变。X射线源通常包括X射线管，这些X射线管把X射线光束射在焦点处。X射线检测器通常包括一个用来准直该检测器上接收到的X射线光束的准直仪、一个与准直仪相邻的闪烁体和与闪烁体相邻的光电二极管。

多片CT系统常用来在析照相期间获得数目增加的薄片的数据。已知的多片CT系统通常包括一般叫作3D(3维)检测器的检测器。对于这种3D检测器来说，多个检测器单元形成按列和行排列的分开的通道。

一个3D检测器的闪烁体可以包含尺寸约为1×2×3mm的闪烁元件，在相邻元件之间有例如近0.004英寸的仅几密耳的窄间隙。由于各元件尺寸小并且极接近，出现各种问题。例如，一个射在一个闪烁元件上的信号可被不适当地向上反射或反射到相邻元件上造成分辨率降低。

一般用精确的切割锯通过蚀刻或激光切割来切割闪烁体。这样的切割是提供期望的尺寸所必须的。切割闪烁体最一般的方法是用金刚石锯的外径(OD)。一个OD锯在刀片的外周上包一层金刚石以切割像陶瓷这样的材料。为了保持用于精确切割的刀片硬度，采用例如从10000到30000rpm这样非常高的速度。但是，如果间隙的厚宽比约大于10，则在一个陶瓷闪烁体中切割例如4密耳的间隙就会很困难。尤其是，OD锯经常对具有厚宽比大于10的闪烁体进行不精确切割。另外，如果一次只切割一个闪烁体，则对于每个三维阵列需要许多处理操作。这些方法很耗时也很昂贵。

希望提供一种用来提高3D检测器的闪烁体的切割精确度的方法。还希望提供一种使产生闪烁体所需处理操作的次数最少的方法。

这些和其它目的可以通过一种制造闪烁体的方法实现，该方法包括一次就精确地切割许多陶瓷闪烁体的步骤。采用该方法，即使这些陶瓷闪烁体为几英寸厚并且有大于10的厚宽比也可以以相当快的速度切割陶瓷闪烁体。尤其是，在一个实施例中，用一种内径(ID)锯切割闪烁元件。该ID锯含一个具有带金刚石包层的内周切割边缘的刀片。由于能够把该刀片的外表面拉伸到一个很高的应力，所以该刀片比OD刀片硬得多。这种拉伸使得即使刀片在作很深的切割也能精确地切割。

在一个具体的实施例中，用ID金刚石锯沿第一方向切割闪烁体的一个叠层以产生第一条叠层。在把第一条叠层分为各个第一条之后，把第一条固定在一个夹具中，条间间隙为4密耳。在用一种浇注反射材料填充这些间隙之后，沿与第一切割方向成90°的方向用ID锯刀片内周切割边缘切割浇注的第一条以形成第二条叠层。在把第二条叠层分为第二条之后，然后把第二条放入一个夹具中，第二条之间有间隙，把一种浇注的反射材料放入这些间隙中，把这些条抛光到最终尺寸作为成品阵列。

上述方法便于制造具有更高精度的闪烁体。另外，切割和浇注更大量的闪烁材料使小像素或小阵列的处理次数最少，因此节省了时间。

图1是一个具有多个闪烁元件的闪烁体的立体图。

图2是闪烁薄片一个叠层的立体图。

图3是图2中所示薄片的一条叠层的立体图。

图4是图3中所示薄片的第一条在分开后的立体图。

图5是各阵列的一个叠层的立体图。

图6是在最终浇注之前一个阵列的立体图。

图1是包括多个闪烁元件24的闪烁体20的立体图，多个闪烁元件24排布为一个具有第一间隙28和第二间隙32的一个阵列。闪烁元件24由多晶陶瓷闪烁体或单晶闪烁材料加工而成。当一束X射线光束照射在闪烁元件24上时，闪烁元件24产生一个光输出信号。把该光输出信号光耦合到一个光电二极管阵列上。该阵列中的每个光电二极管产生一个单独的衰减信号，分别取得来自所有光电二极管的信号以产生一个传输曲线。