DE10033613A1

DE10033613A1 - Röntgen-Detektor

Info

Publication number: DE10033613A1
Application number: DE10033613A
Authority: DE
Inventors: Frank Jermann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2002-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Röntgen-Detektor mit einem Luminophor (2) zur Umwandlung von auf eine Eintrittsfläche (E) einfallender Röntgenstrahlung in sichtbares Licht (6) und einer nachgeschalteten Einrichtung (1) zur Erfassung des aus einer Austrittsseite des Luminophors (2) austretenden Lichts (6). Zur Verringerung der Signaldrift wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zumindest die Eintrittsseite (E) für einen vorgegebenen Bereich des Spektrums sichtbaren Lichts (6) durchlässig ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgen-Detektor nach dem Ober begriff des Anspruchs 1.

Zur Herstellung von Röntgen-Detektoren kommen feste Leucht stoffe bzw. Luminophore zum Einsatz, welche einfallende Rönt genstrahlung in sichtbares Licht umwandeln. Das sichtbare Licht kann z. B. mittels einer Fotodiode erfaßt und ausgewer tet werden. Als Luminophor wird z. B. für einen Detektor im Bereich der Röntgen-Computertomographie eine aus Gd₂O₂S:Pr hergestellte Keramik eingesetzt. Zur Erhöhung der Lichtaus beute sind alle Seiten des Luminophors mit Ausnahme einer der Fotodiode zugewandten Austrittsseite mit einer Reflexions schicht versehen.

Aus der EP 0 440 853 B1 ist ein Speicherleuchtschirm bekannt. Dabei ist eine Seite des Leuchtstoffs mit einer Reflexions schicht versehen, welche für die Anregungsstrahlen, nicht je doch für das angeregte Licht transparent ist. Das angeregte Licht wird in Richtung des Detektors reflektiert, so daß es zum Signal beitragen kann.

Bei Luminophoren tritt das Problem auf, daß mit zunehmender Dosisleistung der anregenden Strahlen eine Signaldrift zu be obachten ist. Diese Signaldrift führt z. B. zur Bildung von Artefakten bei mittels Röntgen-Computertomographie herge stellten Bildern.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Röntgen-Detektor an zugeben, der eine möglichst geringe Signaldrift zeigt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6.

Nach Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, daß zumindest die Eintrittsseite für einen vorgegebenen Bereich des Spektrums des sichtbaren Lichts durchlässig ist. - Damit gelingt es ü berraschenderweise, einen Detektor mit erheblich verringerter Signaldrift bereitzustellen.

Untersuchungen haben ergeben, daß die Signaldrift durch eine Änderung der Absorptionskonstanten α hervorgerufen wird. Die Absorptionskonstante α wiederum ist abhängig von der Wellen länge des Lichts λ. Je nach verwendetem Material des Lumi nophors tragen bestimmte Wellenlängenbereiche des sichtbaren Lichts besonders stark zur Signaldrift bei. Indem die Ein trittsseite nur für einen vorgegebenen Bereich des Spektrums des sichtbaren Lichts durchgängig ist, kann erreicht werden, daß genau derjenige Anteil des Spektrums nicht reflektiert wird, welcher die Signaldrift negativ beeinflußt. Die Signal drift wird verringert.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Eintrittsseite mit einer einen vorgegebenen Bereich des sichtbaren Lichts reflektierenden Transmissions-/Reflexions schicht versehen ist. Die Seitenflächen des Luminophors kön nen mit einer Reflexionsschicht versehen sein. Die vorge schlagene Ausgestaltung bietet eine verringerte Signaldrift sowie gleichzeitig eine gute Lichtausbeute.

Zweckmäßigerweise ist der Luminophor aus einer Gd₂O₂S:Pr-Ke ramik hergestellt. Ein solcher Luminophor ist chemisch stabil und zeigt eine hohe Quantenausbeute. Die Reflexionsschicht kann zumindest abschnittsweise durch eine schwarze Schicht ersetzt sein. Eine solche Schicht bewirkt eine besonders ge ringe Reflexion des sichtbaren Lichts. Sie kann zweckmäßiger weise an den Seitenflächen des Luminophors aufgetragen sein.

Nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal ist vorgesehen, daß der Luminophor an seiner Austrittseite auf eine Fotodiode aufgebracht ist. Das so gebildete Detektorelement kann Be standteil eines Detektors für einen Röntgen-Computertomogra phen sein. Es kann sich dabei um einen ein- oder mehrzeiligen Detektor handeln.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Detek torelements nach dem Stand der Technik und

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Detektorelement.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Detektorelement ist auf eine Foto diode 1 ein Luminophor 2 aufgeklebt. Das Luminophor 2 besteht vorzugsweise aus einer aus Gd₂O₂S:Pr hergestellten Szintilla torkeramik. Eine Eintrittsseite E sowie Seitenflächen S sind mit einer Reflexionsschicht 3 ummantelt.

Wenn ein Röntgenquant 4 auf ein Leuchtzentrum 5 im Luminophor auftrifft, wird die eingestrahlte Energie insbesondere in Licht 6 umgewandelt. Das Licht 6 breitet sich im Luminophor aus. Es wird an den Reflexionsschichten 3 reflektiert und ge langt schließlich in die Fotodiode 1. Dort wird die auftref fende Lichtintensität in ein dazu korrespondierendes Span nungssignal umgewandelt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist werden die im Luminophor 2 gebildeten Lichtquanten 6 z. T. mehrfach an den Reflexionsschichten 3 reflektiert, bevor sie auf die Fotodiode 1 auftreffen. Untersuchungen haben gezeigt, dass gerade Lichtquanten 6 mit einem langen Weg durch das Material zur Signaldrift beitragen.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Detektor ist eine an der Ein trittsseite E vorgesehene Transmissions-/Reflexionsschicht 7 für einen vorgegebenen Spektralbereich des sichtbaren Lichts transparent ausgebildet. Bestimmte die Signaldrift negativ beeinflussende Wellenlängen des Lichts werden an der Transmissions-/Reflexionsschicht 7 nicht reflektiert; sie treten aus dem Material aus und tragen zur Signalbildung nicht mehr bei. Das Signal wird in diesem Fall vorwiegend durch Licht quanten 6 bestimmt, welche einen kurzen Weg im Material durchlaufen. Derartige Lichtquanten 6 tragen kaum zur Signal drift bei.

Die Transmissions-/Reflexionsschicht 7 kann z. B. in Form ei nes wellenlängenselektiven Spiegels ausgebildet sein, der für einen Teil des angeregten Spektrums transparent ist. Ein sol cher wellenlängensensitiver Spiegel kann z. B. durch Bedampfen im Hochvakuum hergestellt werden. Er kann aus einem Mehr schichtsystem von Kryolith Na₃ALF₆ und ZnS bestehen. Die An zahl der Gitterschichten muss auf die zu separierenden Wel lenlängen des Spektrums optimiert sein.

Die an den Seitenflächen S vorgesehene Reflexionsschicht 3 kann auch durch eine das sichtbare Licht absorbierende Schicht ersetzt sein. In diesem Fall ist zwar die auf die Fo todiode 1 auftreffende Menge an Lichtquanten 6 nicht beson ders hoch. Die Signaldrift eines solchen Detektors ist gleichwohl erheblich verbessert.

Claims

1. Röntgen-Detektor mit einem Luminophor (2) zur Umwandlung von auf eine Eintrittsseite (E) einfallender Röntgenstrahlung (4) in sichtbares Licht (6) und einer nachgeschalteten Ein richtung (1) zur Erfassung des aus einer Austrittsseite des Luminophors (2) austretenden Lichts (6), dadurch gekenn zeichnet, daß zumindest die Eintrittsseite (E) für einen vorgegebenen Bereich des Spektrums des sichtbaren Lichts (6) durchlässig ist.

2. Röntgen-Detektor nach Anspruch 1, wobei die Eintrittsseite (E) mit einer einen vorgegebenen Bereich des sichtbaren Lichts (6) reflektierenden Transmissions-/Reflexionsschicht (7) versehen ist.

3. Röntgen-Detektor nach Anspruch 1 oder 2, wobei Seitenflä chen (S) des Luminophors (2) mit einer Reflexionsschicht (3) versehen sind.

4. Röntgen-Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprü che, wobei der Luminophor (2) aus einer Gd₂O₂S:Pr-Keramik hergestellt ist.

5. Röntgendetektor Anspruch 3 oder 4, wobei die Reflexions schicht (3) zumindest abschnittsweise durch eine schwarze Schicht ersetzt ist.

6. Röntgendetektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Luminophor (4) an seiner Austrittsseite auf eine Fotodiode (1) aufgebracht ist.