DE3028949C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE3028949C2 DE3028949C2 DE3028949A DE3028949A DE3028949C2 DE 3028949 C2 DE3028949 C2 DE 3028949C2 DE 3028949 A DE3028949 A DE 3028949A DE 3028949 A DE3028949 A DE 3028949A DE 3028949 C2 DE3028949 C2 DE 3028949C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- radiation
- scintillation crystal
- crystal
- photodiode
- detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 67
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 50
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002594 fluoroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000505673 Scintilla Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
- G01T1/20185—Coupling means between the photodiode and the scintillator, e.g. optical couplings using adhesives with wavelength-shifting fibres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
- G01T1/164—Scintigraphy
- G01T1/1641—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras
- G01T1/1644—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using an array of optically separate scintillation elements permitting direct location of scintillations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
- G01T1/20181—Stacked detectors, e.g. for measuring energy and positional information
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
- G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
- G01T1/20186—Position of the photodiode with respect to the incoming radiation, e.g. in the front of, below or sideways the scintillator
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor hoher
Auflösung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, die Inten
sität von Röntgen- oder anderen hochenergetischen Strahlen
durch Szintillationskristalle zu erfassen, bei denen die
Röntgenstrahlung umgewandelt wird in sichtbare Lichtstrah
lung. Diese sichtbare Lichtstrahlung wird erfaßt durch
Fotodetektoren, die diese Strahlung in elektrische Signale
umsetzen, die der Intensität des sichtbaren Lichts ent
sprechen. Die elektrischen Signale des Fotodetektors können
hierbei digital dargestellt und in einem Speicher gespei
chert oder elektronisch angezeigt werden, beispielsweise
mittels einer Kathodenstrahlröhre. Die von den Detektor
signalen erhaltenen digitalen Daten sind also geeignet für
die Verarbeitung in einem Rechner.
Bei den bekannten Strahlungsdetektoren wird ein Szintilla
tionskristall verwendet, welchem Festkörperdetektoren zu
geordnet sind, wie beispielsweise Siliciumfotodiodenan
ordnungen, welche elektrische Signale entsprechend der
Intensität der einfallenden Röntgenstrahlung erzeugen. Der
artige elektronische Detektoren finden beispielsweise Ver
wendung in Elektronenabtastgeräten, bei denen mittels einer
hochenergetischen Strahlung ein Objekt durchleuchtet wird,
so daß dessen innere Struktur erkennbar wird. Die Röntgen
strahlung tritt hierbei als Nadelstrahl oder Fächerkeule
auf. Derartige Geräte sind beispielsweise beschrieben in
der US-PS 37 80 291.
Derartige Durchstrahlungsgeräte erfassen jeweils einen
kleinen Querschnitt des zu durchleuchtenden Objekts. Durch
Abtasten aufeinanderfolgender Querschnitte ergibt sich
ein Gesamtbild der inneren Struktur des durchleuchteten
Objekts.
Vorteilhaft ist hierbei, daß das Durchstrahlungsbild
weit schneller erhalten wird als bei einem Filmbild und
weiterhin besteht der Vorteil, daß mit einer weitaus
geringeren Strahlungsdosis gearbeitet werden kann. Nach
teilig ist, daß bei den bekannten Strahlungsdetektoren
die Auflösung nicht so gut ist wie bei einem Filmbild.
Die geringere Auflösung bei den bekannten Strahlungsde
tektoren ist bedingt durch die Dicke des Szintillations
kristalls. Das im Szintillationskristall erzeugte sicht
bare Licht streut und bricht sich, was die Auflösung nach
teilig beeinflußt. Hierbei ist der Fotodetektor an einer
Seite des Szintillationskristalls angeordnet, die der
jenigen gegenüberliegt, an welcher die Röntgenstrahlen
eintreten. Die Dicke des Szintillationskristalls zwischen
diesen beiden Flächen bestimmt das Bremspotential des
Kristalls und ist ebenso bestimmend für die Auflösung
des sichtbaren Lichts, welches durch den Fotodetektor ge
messen wird. Soll das Szintillationskristall eine Dicke
aufweisen, die zu einem gewünschten Bremspotential führt,
dann wird das Szintillationskristall so dick, daß die Auf
lösung des Detektors beträchtlich vermindert wird.
Ein Strahlungsdetektor der eingangs genannten Art
ist Gegenstand der DE-OS 28 41 394. Der Szintil
lationskristall ist hierbei ein flacher Block,
bei dem die Primärstrahlung über eine Seitenfläche
einfällt. An der der Vorderfläche gegenüberliegenden
rückseitigen Fläche ist ein Detektorelement in
Form einer Fotodiode angeordnet. Eine Vielzahl
derartiger Strahlungsdetektoren sind hierbei neben
einander in einer Reihe angeordnet. Neben dem ho
hen Bauteileaufwand tritt hierbei der Nachteil
auf, daß das Bremspotential durch die Dicke des
flachen Kristallblockes bestimmt wird und somit
relativ gering ist. Auch ist die Brechung der Se
kundärstrahlung und der Weg dieser Sekundärstrah
lung bis zum Auftreffen auf das Detektorelement
um so größer, je größer der Abstand zwischen dem
Ort des Entstehens der Sekundärstrahlung und dem
Detektorelement ist.
Ein weiterer Strahlungsdetektor ist in The Review
of Scientific Instruments, Vol. 31, No. 10, 1960,
Seiten 1136 bis 1142 beschrieben. Dieser besteht
aus einem Kunststoffaserbündel mit Szintillations
eigenschaften. Der Primärstrahl tritt an einem
Ende des Faserbündels in die Fasern ein. Am anderen
Ende des Faserbündels ist ein Detektor angeordnet.
Das Bremspotential ist wegen der Länge des Faser
bündels relativ groß, jedoch ist die Intensität
der beim Detektor auftreffenden Sekundärstrahlung
stark abhängig vom Abstand zwischen dem Ort des
Entstehens der Sekundärstrahlung und dem Detektor.
Das Strahlungsmeßgerät nach der GB-PS 14 62 862
weist mehrere in einer Reihe angeordnete blockförmige
Szintillationskristalle auf, denen jeweils ein Photo
multiplier zugeordnet ist. Hierbei sind die Photo
multiplier an den Szintillationskristallen abwechselnd
an der der Eintrittsfläche für die Primärstrahlung
gegenüberliegenden Fläche und an einer zur Eintritts
fläche senkrecht verlaufenden Fläche angeordnet.
Es besteht daher die Aufgabe, den Strahlungsdetektor so
auszubilden, daß sowohl sein Bremspotential als auch seine
Auflösung groß ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen ent
nehmbar.
Bei der Lösung wird von dem Prinzip ausgegangen, daß die
hochenergetische Strahlung an einer schmalen Vorderfläche
eintritt und einen längeren Weg durch den Strahlungswandler
zurücklegt, wobei dann sichtbare Photonen entstehen. Der
Weg, den die sichtbaren Photonen dann zurücklegen, bis sie
zum Detektor gelangen, soll möglichst kurz sein. Das sicht
bare Licht tritt daher an Seitenflächen aus, welche recht
winkelig zu der vorerwähnten Vorderfläche verlaufen. Um
hier einen geringen Weg zu erhalten, wird der Strahlungs
wandler möglichst dünn ausgeführt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an
hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines
Szintillationskristalls mit einer
zugeordneten Fotodiodenanordnung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines
Szintillationskristalls mit mehreren
Fotodiodenanordnungen;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines
weiteren Ausführungsbeispiels unter
Verwendung von optischen Fasern,
welche die Emissionsflächen des
Szintillationskristalls mit zuge
ordneten Fotodiodenanordnungen ver
binden;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines
Durchleuchtungsgeräts, welches mit
einem Netzstrahl arbeitet und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines
weiteren Durchleuchtungsgeräts, wel
ches mit einer Fächerkeule als Strahl
arbeitet.
Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines
Teils des Strahlungsdetektors hoher Auflösung. Im Be
trieb tritt die Strahlung R, beispielsweise eine Röntgen
strahlung über die Frontfläche 1 eines Szintillations
kristalls 3 ein. Die Röntgenstrahlen treten durch den
Szintillationskristall hindurch, wobei das Material des
Kristalls mit den Röntgenphotonen zusammenwirkt zur Er
zeugung entsprechender sichtbarer Lichtphotonen.
Das im Szintillationskristall 3 erzeugte sichtbare Licht
wird sodann erfaßt von einem Fotodetektor, der ein elek
trisches Signal erzeugt, entsprechend der Intensität des
sichtbaren Lichts. Der in Fig. 1 gezeigte Detektor be
steht aus einer Reihe 5 von Fotodioden, wobei es sich um
lichtempfindliche Festkörperdioden 7 handelt, die in einem
Chip angeordnet sind. Derartige Fotodiodenanordnungen sind
im Handel erhältlich.
Wie die Fig. 1 zeigt, umfaßt die Fotodiodenanordnung 5
viele kleine Fotodiodenelemente 7, von denen jedes in der
Lage ist, entsprechend der Intensität des einfallenden
Lichts ein elektrisches Signal zu erzeugen. Es handelt sich
hierbei um das Licht, welches von der Oberfläche des Foto
diodenelements aufgefangen wird, welche an die obere Fläche
9 des Szintillationskristalls 3 anstößt. Wenn ein Röntgen
strahlphoton XP durch den Schlitz 11 in das Szintillations
kristall 3 eintritt, dann wirkt es zusammen mit dem Mate
rial des Szintillationskristalls, wobei optische Photonen
OP erzeugt werden. Mindestens ein Teil der optischen
Photonen geht durch das Material des Szintillationskri
stalls 3 hindurch zur oberen Fläche 9 und wird dort er
faßt durch ein entsprechendes Fotodiodenelement 7a. Dieses
Fotodiodenelement 7a erzeugt ein elektrisches Signal ent
sprechend den optischen Photonen OP, welche empfangen wer
den.
Die anderen Fotodiodenelemente 7 der Fotodiodenanordnung 5
reagieren in der gleichen Weise auf optische Photonen,
welche durch die Röntgenstrahlphotonen emittiert werden,
die durch entsprechende Schlitze in den Szintillations
kristall 3 eintreten.
Der Strahlungsdetektor nach Fig. 1 weist sowohl eine hohe
Auflösung auf als auch ein hohes Bremspotential für die
Röntgenstrahlen. Das hohe Bremspotential gegenüber den
Röntgenstrahlen ergibt sich aufgrund der relativ langen
Röntgenstrahleindringtiefe D. Diese Eindringtiefe D ent
spricht der Länge der Fotodiodenelemente 7. Die Fotodioden
elemente 7 fluchten mit der Richtung des Wegs der ein
fallenden Röntgenstrahlen R und jedes Fotodiodenelement
ist empfindlich längs seiner Länge D in bezug auf Licht
photonen, welche beim Durchwandern der Röntgenstrahlen
photonen erzeugt werden. Die Länge der Fotodiodenelemente
7 bestimmt somit den Bereich der Eindringtiefe der Röntgen
strahlen, die in einem meßbaren optischen Signal resul
tiert. Es ist natürlich wichtig, daß eine ausreichende
Röntgenstrahleneindringtiefe vorhanden ist, um sicherzu
stellen, daß eine wesentliche Anzahl von einfallenden
Röntgenstrahlenphotonen meßbare Wirkungen mit dem Szin
tillationskristall 3 erzeugen.
Der Röntgenstrahlendetektor weist eine hohe Auflösung auf,
da der Abstand h, welchen die erzeugten optischen Photonen
OP durchwandern müssen, relativ klein ist. Im allgemeinen
bestimmt die Dicke T des Szintillationskristalls 3 den
Abstand, den irgendein Lichtphoton durchwandern muß um das
zugeordnete Photodiodenelement 7 zu erreichen. Wird die
Dicke des Szintillationskristalls klein gewählt, beispiels
weise in der Größenordnung von 0,3 mm, ergibt dies eine
entsprechende Verminderung der Streuung und Dämpfung der
optischen Photonen OP, welche durch Zusammenwirken der
Röntgenstrahlphotonen mit dem Material des Szintillations
kristalls 3 erzeugt werden.
Die Auflösung des
Detektors kann vergrößert werden, wenn der Brechungsindex an
der Berührungsfläche zwischen dem Kristall und dem Foto
detektor vermindert wird.
Ein Verbindungsfett 10
mit einem Brechungsindex, der geringer ist als
derjenige des Kristalls, kann auf die Grenzfläche zwischen
dem Kristall und der Fotodiodenanordnung aufgebracht wer
den, um den Brechungsindex an dieser Grenzfläche zu ver
mindern. Dieses Fett 10 wird aufgebracht auf die obere
seitliche Emissionsfläche des Kristalls und die Fotodioden
anordnung wird sodann auf diese gefettete Oberfläche des
Kristalls aufgepreßt. Die Kapillarwirkung und die hohe
Viskosität des Fetts verhindern ein Kriechen oder Fließen
dieses Fetts.
Auf diese Weise wird erreicht, daß Licht, welches auf
die obere Emissionsfläche des Kristalls unter einem
Winkel einfällt, welcher größer ist als der kritische
Winkel, der definiert ist durch das Verhältnis der Bre
chungsindizes des Kristalls und des Fetts, an der Grenz
fläche total reflektiert wird. Die reflektierte Strahlung
pflanzt sich innerhalb des Kristalls durch weitere Reflek
tionen fort, bis es evtl. absorbiert ist.
Die gezeigte Anordnung der Fotodiodenanordnung 5 und des
Szintillationskristalls 3 ermöglichen eine Röntgenstrahlen
eindringtiefe, die vergrößert werden kann, so daß das
Bremspotential des Detektors erhöht wird, ohne daß da
durch die Auflösung des Detektors beeinflußt wird.
Beim vorliegenden Aufbau sind der Szintillationskristall
und der zugerodnete Fotodetektor so angeordnet, daß eine
Abmessung des Kristalls die Auflösung des Detektors be
stimmt, während eine andere Abmessung des Kristalls das
Bremspotential des Detektors bestimmt.
Die Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines be
vorzugten Ausführungsbeispiels zur Messung der Intensität
von Röntgenstrahlen oder einer anderen hochenergetischen
Strahlung, welche über einen Bereich auftritt, der wesent
lich größer ist als die Länge L einer Fotodiodenanordnung 5.
Wie die Figur zeigt, sind Fotodiodenanordnungen 5 angeordnet
sowohl auf der oberen Fläche 9 als auch an der unteren Flä
che 17 eines Szintillationskristalls 3. Es ist empfehlens
wert, mehrere Fotodiodenanordnungen auf diese Weise zu ver
wenden, da Fotodiodenanordnungen mit größeren Abmessungen
nicht im Handel erhältlich sind. Es ist jedoch jederzeit
auch möglich, eine einzige Fotodiodenanordnung zu verwenden
falls die Länge L der Fotodiodenanordnung 5 der Länge L1
des Szintillationskristalls 3 entspricht.
Handelsübliche Fotodiodenanordnungen 5 gemäß dem Ausfüh
rungsbeispiel nach Fig. 2 haben eine Länge L von etwa 25,4 mm
und umfassen 1024 Fotodiodenelemente, welche jeweils über
eine Länge D von etwa 2 mm lichtempfindlich sind. Der Szin
tillationskristall 3 weist eine Dicke T von etwa 0,3 mm auf.
Wie schon vorerwähnt, ist die Dicke T und der kritische
Winkel an der Grenzfläche zwischen dem Kristall und den Foto
dioden bestimmend für die Auflösung des Strahlungsdetektors.
Die Länge D der Fotodiodenelemente 7 der Fotodiodenanordnung
5 ist bestimmend für das Bremspotential oder die maximale
Röntgenstrahleneindringtiefe der Röntgenstrahlen.
Die Fotodiodenelemente jeder Reihe erstrecken sich nicht
bis zur Kante des zugeordneten monolithischen Chips infolge
der praktischen Begrenzungen beim Herstellverfahren. Des
halb ist es nicht praktikabel, alle Fotodiodenanordnungen
5 aneinanderstoßend in einer Geraden längs einer Fläche
des Szintillationskristalls 3 anzuordnen, da hierbei die
Endteile jeder Anordnung einen unerwünschten Spalt in der
Reihe der lichtempfindlichen Elemente der Anordnungen er
geben würde.
Daher werden, um eine einheitliche Gerade von lichtempfind
lichen Elementen zu erhalten, aufeinanderfolgende Dioden
anordnungen wechselweise an der Oberseite 9 und an der
Unterseite 17 des Szintillationskristalls 3 angeordnet.
Hierbei wird jeweils jede Fotodiodenanordnung 5 so ange
ordnet, daß die gegenüberliegende Kante der jeweils ande
ren Fotodiodenanordnung geringfügig überlappt wird, so daß
die Fotodiodenelemente selbst an den benachbarten Kanten
der Anordnungen einwandfrei miteinander fluchten. Die Foto
diodenanordnungen 5 werden wechselweise, geringfügig ein
ander überlappend über die gesamte Länge des Szintillations
kristalls 3 angeordnet, wodurch ein Strahlmeßbereich von
beträchtlicher Länge entsteht.
Es ist zu vermerken, daß es nicht notwendig ist, daß die
Fotodiodenelemente von Seite zu Seite genau miteinander
fluchten, da der Maximalversatz von Zentrum zu Zentrum
von etwa 0,012 mm nur wenig Wirkung auf die Qualität einer
Radiographie hat, die von den elektrischen Signalen der
Fotodiodenanordnungen erzeugt wird. Weiterhin ist es möglich,
eine Computerkorrektur auszuführen, um die Daten zu korri
gieren, welche empfangen werden von sich überlappenden Be
reichen der Fotodiodenanordnungen.
Im Betrieb wird eine hochenergetische Strahlenquelle 4,
beispielsweise ein gebündelter Strahl 13 auf die Vorder
kante 1 des Kristalls 3 gerichtet. Die Röntgenstrahlen
photonen wandern durch die Strecke D des Szintillations
kristalls 3 und wirken mit dem Kristall derart zusammen,
daß optische Photonen erzeugt werden, welche erfaßt wer
den durch die Elemente 7 der Fotodiodenanordnungen 5. Die
elektrischen Signale der Fotodiodenelemente werden abge
tastet oder gespeichert oder auf einer Anzeigevorrichtung
wiedergegeben, wie beispielsweise auf einem Bildschirm.
Bei der Frontfläche 1 des Kristalls 3 kann irgendwelche
gebündelte oder ungebündelte Röntgenstrahlung oder ein
Abtaststrahl auftreffen. Im allgemeinen ist die Abmessung
D der Fotodetektorelemente 7 ausreichend klein um sicher
zustellen, daß der Auflösungsverlust klein ist, falls die
Röntgenstrahlen an der Vorderfläche 1 divergierend ein
fallen.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Geräts,
bei welchem Lichtleitbündel 19 aus optischen Fasern dazu
dienen, die optischen Photonen von den Emissionsflächen
9 und 17 des Szintillationskristalls 3 zu zugeordneten
Fotodiodenanordnungen 5 zu übertragen. Die Gesamtarbeits
weise wird durch derartige optische Faserübertragungsele
mente nicht geändert.
Die Fig. 4 zeigt ein Vermessungsgerät, welches mit einem
getasteten Nadelstrahl arbeitet und bei welchem der De
tektor verwendbar ist. Ein derartiges Gerät ist beispiels
weise beschrieben in der US-PS 37 80 291.
Bei dem Gerät nach Fig. 4 wird das zu vermessende Objekt
21 zwischen einem Strahlendetektor 6 und einer Röntgen
strahlenquelle 23 und einem zugehörigen Chopper bzw. Zer
hacker 25 angeordnet. Die Röntgenstrahlenquelle 23 erzeugt
eine fächerkeulenförmige Strahlung und der Zerhacker 25
rotiert, um die Fächerkeule zu unterbrechen, wodurch auf
diese Weise ein Nadelstrahl 26 aus Röntgenstrahlen ent
steht. Der Nadelstrahl 26 bewegt sich quer in bezug auf
das Objekt 21, wodurch der Querschnitt dieses Objekts 21
abgetastet wird. Bewegt sich der Strahl in Querrichtung,
dann gelangt die durch das Objekt 21 hindurchgehende Strah
lung zur Frontkante des Szintillationskristalls 3 und die
Intensität der übermittelten Strahlung wird gemessen durch
die Fotodiodenelemente der zugehörigen Fotodiodenanordnungen
5 in der Weise, wie anhand der Fig. 2 beschrieben. Die elek
trischen Signale der Fotodiodenanordnungen werden abgetastet
und Darstellungen der elektrischen Signale werden gespeichert
und angezeigt in an sich bekannter Weise.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist das Szintillations
kristall 3 und die zugehörigen Fotodiodenanordnungen 5 des
Strahlungsdetektors 6 stationär angeordnet, während der
Strahl in Querrichtung abtastet, so daß aufeinanderfolgende
Bereiche der Länge des Detektors 6 die Strahlung empfangen,
welche durch das Objekt 21 hindurchgeht. Nach jeder Quer
zeilenabtastung des Strahls 26 längs des Objekts 21 bewegen
sich der Detektor 6 und der Strahl um eine geringe Strecke
rechtwinkelig zur Querabtastrichtung, so daß der Strahl nun
mehr eine neue Zeilenabtastung des Objekts 21 ausführt. Auf
diese Weise werden aufeinanderfolgende Zeilen oder Quer
schnitte des Objekts abgetastet und die aufeinanderfolgenden
Zeilenabtastungen werden kombiniert, wodurch ein radiographi
sches Bild der abgetasteten Teile des Objekts entsteht.
In Fig. 5 ist ein Abtastgerät gezeigt, bei welchem eine
fächerkeulenförmige Strahlung 22 zur Abtastung eines Objekts
21 dient. Der fächerkeulenförmige Strahl einer hoch
energetischen Strahlung wird in bekannter Weise erzeugt
und ist gerichtet auf das Objekt 21. Auf diese Weise wird
ein schlitzförmiger Querschnitt des Objekts 21 abgetastet.
Die Strahlung trifft sodann auf auf die Frontkante eines
Szintillationskristalls 3 eines Detektors 6 hoher Auf
lösung. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird eine
ganze Zeile bzw. ein ganzer Querschnitt des Objekts 21
gleichzeitig bestrahlt und die entsprechende hindurch
gehende Strahlung trifft auf die gesamte Länge des Szin
tillationskristalls 3 auf. Die durch die Fotodiodenan
ordnungen 5 erzeugten Signale werden abgetastet, gespei
chert und falls gewünscht angezeigt. Diese Fotodiodenan
ordnungen 5 sind längs der gesamten Länge des Kristalls 3
angeordnet.
Zur Abtastung der gesamten Länge des Objekts 21 durch die
Fächerkeule wird der Träger 27 quer zur Fächerkeule bewegt,
wobei dieser Träger 27 starr den Strahlungsdetektor 20 und
die Strahlungsquelle 6 hält. Wenn der fächerkeulenförmige
Strahl die Länge des Objekts 21 abtastet, dann werden die
Fotodiodenanordnungen des Strahlungsdetektors 6 kontinuer
lich abgetastet, wodurch die Strahlenabsorptionsdaten für
aufeinanderfolgende Zeilen oder Querschnitte des Objekts
erhalten werden. Das auf diese Weise erzeugte radiographi
sche Bild weist zumindest die gleiche Auflösung auf wie
ein radiographisches Bild, das durch Belichtung erzeugt
wird. Da jedoch das Szintillationskristall 3 Röntgenstrah
len besser erfaßt als ein Film ist es möglich, den Belich
tungspegel bei der Röntgenstrahlung zu senken.
Es ist möglich, eine Vielzahl von Szintillationskristallen und zugeordneten
Fotodiodenanordnungen zu verwenden, um beispielsweise
gleichzeitig die Strahlungsverteilung über einen größeren
Bereich zu erfassen.
Bei Verwendung des Detektors bei Geräten wie denjenigen
nach den Fig. 4 und 5 wird ein radiographisches Bild eines
Objekts 21 erhalten, welches eine sehr hohe Auflösung auf
weist. Das erzeugte radiographische Bild weist eine Auflö
sung von mindestens fünf Linienpaaren pro Millimeter auf.
Die sich hierbei ergebende Auflösung entspricht dabei den
jenigen eines belichteten Abtastfilmes, jedoch wird die
hohe Auflösung, bei wesentlich geringeren Belichtungspegeln
erhalten als wie dies der Fall ist bei einer vergleichbaren
Filmbelichtung. Weiterhin entsteht der Vorteil, daß das
elektronische Bild aus digitalen Daten zusammengesetzt ist,
welche günstig gespeichert, analysiert und angezeigt werden
können.
Claims (4)
1. Strahlungsdetektor hoher Auflösung, bei dem eine
hochenergetische Primärstrahlung (R) in einem
Szintillationskristall (3) sichtbares Licht (OP)
erzeugt, das von Detektoren (7) erfaßt wird, die ein
Signal entsprechend der Lichtintensität erzeugen und
bei dem die Primärstrahlung durch eine Vorderfläche
(1) des Szintillationskristalls (3) eintritt und die
Detektoren (7) an Seitenflächen (9, 17) des Szintilla
tionskristalls, die rechtwinklig zur Vorderfläche
(1) verlaufen und einen Abstand T voneinander auf
weisen, angeordnet sind, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Szintillationskristall
(3) so gestaltet ist, daß seine Abmessung (D) in der
Richtung, in der die Primärstrahlung (R) eindringt,
groß im Vergleich zum Abstand T ist.
2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß aufeinanderfolgende Detektoren
(7) an den beiden Seitenflächen (9, 17) des Szintilla
tionskristalls (3) so angeordnet sind, daß sich gegen
überliegende Detektoren überlappen.
3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß eine Fettschicht (10)
zwischen dem Szintillationskristall (3) und den Detek
toren (7) angeordnet ist, die einen Brechungsindex
aufweist, welcher geringer ist als derjenige des Szin
tillationskristalls.
4. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwischen den Seitenflächen
(9, 17), an denen die Detektoren (7) angeordnet sind
und den Detektoren (7) ein Lichtleitbündel (19) aus
optischen Fasern angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/061,739 US4303860A (en) | 1979-07-30 | 1979-07-30 | High resolution radiation detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3028949A1 DE3028949A1 (de) | 1981-02-26 |
| DE3028949C2 true DE3028949C2 (de) | 1991-03-07 |
Family
ID=22037816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19803028949 Granted DE3028949A1 (de) | 1979-07-30 | 1980-07-30 | Strahlungsdetektor hoher aufloesung |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4303860A (de) |
| JP (1) | JPS5644831A (de) |
| BE (1) | BE884548A (de) |
| CA (1) | CA1139897A (de) |
| DE (1) | DE3028949A1 (de) |
| FR (1) | FR2462719B1 (de) |
| GB (1) | GB2056671B (de) |
| NL (1) | NL8004375A (de) |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4179100A (en) * | 1977-08-01 | 1979-12-18 | University Of Pittsburgh | Radiography apparatus |
| DE3009723A1 (de) * | 1980-03-13 | 1981-09-24 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Strahlenmesseinrichtung |
| DE3140145A1 (de) * | 1981-10-09 | 1983-04-21 | Heimann Gmbh, 6200 Wiesbaden | Vorrichtung zur herstellung eines roentgenbildes von koerpern |
| DE3369890D1 (en) * | 1982-03-15 | 1987-04-02 | Univ Leland Stanford Junior | Multiple line detector for use in radiography |
| US4613756A (en) * | 1982-06-07 | 1986-09-23 | University Of Southern California | Mercuric iodide light detector and related method |
| DE3329782A1 (de) * | 1983-08-18 | 1985-02-28 | American Science and Engineering, Inc., Cambridge, Mass. | Strahlungsdetektor zum erfassen eines laengs des detektors sich bewegenden energiereichen strahls und anordnung solcher detektoren |
| FR2582100B1 (fr) * | 1985-05-14 | 1988-05-13 | Centre Nat Rech Scient | Radiochromatogramme a haute resolution |
| US4672207A (en) * | 1985-08-21 | 1987-06-09 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Readout system for multi-crystal gamma cameras |
| US4845769A (en) * | 1986-01-17 | 1989-07-04 | American Science And Engineering, Inc. | Annular x-ray inspection system |
| US5463224A (en) * | 1986-07-01 | 1995-10-31 | American Science And Engineering, Inc. | X-ray detector suited for high energy applications with wide dynamic range, high stopping power and good protection for opto-electronic transducers |
| US4810885A (en) * | 1986-09-30 | 1989-03-07 | Siemens Gammasonics, Inc. | Heated scintillator |
| EP0286393B1 (de) * | 1987-04-10 | 1992-11-19 | British Aerospace Public Limited Company | Abbildungsanlage |
| US4937453A (en) * | 1987-05-06 | 1990-06-26 | Nelson Robert S | X-ray detector for radiographic imaging |
| US5007072A (en) * | 1988-08-03 | 1991-04-09 | Ion Track Instruments | X-ray diffraction inspection system |
| DE3827976C2 (de) * | 1988-08-18 | 1993-10-07 | Isotopenforschung Dr Sauerwein | Verfahren zum Herstellen eines Röntgenstrahlungsbilddetektors |
| US5117114A (en) * | 1989-12-11 | 1992-05-26 | The Regents Of The University Of California | High resolution amorphous silicon radiation detectors |
| GB2244328A (en) * | 1990-03-15 | 1991-11-27 | Gen Electric | Energy detector |
| JP2507282Y2 (ja) * | 1990-11-26 | 1996-08-14 | 株式会社モリタ製作所 | 医療用x線画像検出装置 |
| GB2278765A (en) * | 1993-06-03 | 1994-12-07 | Eev Ltd | Imaging arrangements |
| FR2711799B1 (fr) * | 1993-10-29 | 1996-02-02 | Stoichita Catalin | Système et capteur pour numérisation par balayage des images en rayons X. |
| US6124595A (en) * | 1994-09-16 | 2000-09-26 | Engdahl; John C. | Gamma ray imaging detector with three dimensional event positioning and method of calculation |
| US6167110A (en) * | 1997-11-03 | 2000-12-26 | General Electric Company | High voltage x-ray and conventional radiography imaging apparatus and method |
| US6448544B1 (en) | 1998-06-08 | 2002-09-10 | Brandeis University | Low noise, high resolution image detection system and method |
| WO2000055645A1 (en) * | 1999-03-15 | 2000-09-21 | Mamea Imaging Ab | Device and method relating to x-ray imaging |
| US6744848B2 (en) | 2000-02-11 | 2004-06-01 | Brandeis University | Method and system for low-dose three-dimensional imaging of a scene |
| SE519875C2 (sv) * | 2000-11-02 | 2003-04-15 | Xcounter Ab | Scintillatorbaserad metod och detektor med två-dimensionell matris av detektorelement |
| CN1160557C (zh) * | 2001-09-03 | 2004-08-04 | 北京埃索特核电子机械有限公司 | 钴60γ射线源-碘化铯或钨酸镉阵列探测器集装箱检测设备 |
| US7105826B2 (en) * | 2002-12-02 | 2006-09-12 | General Electric Company | Imaging array and methods for fabricating same |
| US7115876B2 (en) * | 2002-12-02 | 2006-10-03 | General Electric Company | Imaging array and methods for fabricating same |
| US8243876B2 (en) | 2003-04-25 | 2012-08-14 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray scanners |
| US8223919B2 (en) | 2003-04-25 | 2012-07-17 | Rapiscan Systems, Inc. | X-ray tomographic inspection systems for the identification of specific target items |
| US6954515B2 (en) * | 2003-04-25 | 2005-10-11 | Varian Medical Systems, Inc., | Radiation sources and radiation scanning systems with improved uniformity of radiation intensity |
| GB0525593D0 (en) | 2005-12-16 | 2006-01-25 | Cxr Ltd | X-ray tomography inspection systems |
| US20060067471A1 (en) * | 2004-09-30 | 2006-03-30 | General Electric Company | Linear array detector system and inspection method |
| GB0626055D0 (en) | 2006-12-29 | 2007-11-07 | Bae Systems Plc | Detection of ionising radiation |
| US7817773B2 (en) * | 2007-01-05 | 2010-10-19 | Dexela Limited | Variable speed three-dimensional imaging system |
| CN108562927A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-09-21 | 东莞南方医大松山湖科技园有限公司 | 检测器和具有该检测器的发射成像设备 |
| US11389124B2 (en) * | 2020-02-12 | 2022-07-19 | General Electric Company | X-ray phase contrast detector |
| CN114076972B (zh) * | 2020-08-19 | 2025-05-27 | 清华大学 | 探测准直单元、探测装置及spect成像系统 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3048698A (en) * | 1959-03-11 | 1962-08-07 | Picker X Ray Corp | Scintillation camera |
| US3225193A (en) * | 1961-02-24 | 1965-12-21 | Aerojet General Co | Scintillation device and system |
| US3944833A (en) * | 1968-08-23 | 1976-03-16 | E M I Limited | Apparatus for examining a body by radiation such as X or gamma radiation |
| US3780291A (en) * | 1971-07-07 | 1973-12-18 | American Science & Eng Inc | Radiant energy imaging with scanning pencil beam |
| GB1462862A (en) * | 1973-02-24 | 1977-01-26 | Emi Ltd | Radiography |
| US3936645A (en) * | 1974-03-25 | 1976-02-03 | Radiologic Sciences, Inc. | Cellularized Luminescent structures |
| SU502349A1 (ru) * | 1974-08-15 | 1976-02-05 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Сцинтилл ционный нит ной годоскоп |
| GB1515132A (en) * | 1975-06-25 | 1978-06-21 | Noakes J | Scintillation counting apparatus |
| GB1551253A (en) * | 1975-07-10 | 1979-08-30 | Emi Ltd | Detection of radiation |
| DE2622655A1 (de) * | 1976-05-20 | 1977-12-01 | Siemens Ag | Halbleiter-roentgenstrahlendetektor |
| US4147948A (en) * | 1977-01-14 | 1979-04-03 | General Electric Company | Apparatus for X-ray radiography |
| US4234792A (en) * | 1977-09-29 | 1980-11-18 | Raytheon Company | Scintillator crystal radiation detector |
| JPS5484989A (en) * | 1977-11-02 | 1979-07-06 | American Science & Eng Inc | Ct *computer tomography* |
| US4187427A (en) * | 1978-01-09 | 1980-02-05 | General Electric Company | Structure for collimated scintillation detectors useful in tomography |
-
1979
- 1979-07-30 US US06/061,739 patent/US4303860A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-07-21 CA CA000356641A patent/CA1139897A/en not_active Expired
- 1980-07-30 DE DE19803028949 patent/DE3028949A1/de active Granted
- 1980-07-30 BE BE0/201585A patent/BE884548A/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-07-30 NL NL8004375A patent/NL8004375A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-07-30 JP JP10582780A patent/JPS5644831A/ja active Granted
- 1980-07-30 GB GB8024936A patent/GB2056671B/en not_active Expired
- 1980-07-30 FR FR8016825A patent/FR2462719B1/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1139897A (en) | 1983-01-18 |
| JPS6145794B2 (de) | 1986-10-09 |
| NL8004375A (nl) | 1981-02-03 |
| US4303860A (en) | 1981-12-01 |
| GB2056671B (en) | 1983-04-20 |
| FR2462719B1 (fr) | 1986-02-28 |
| BE884548A (fr) | 1980-11-17 |
| GB2056671A (en) | 1981-03-18 |
| DE3028949A1 (de) | 1981-02-26 |
| JPS5644831A (en) | 1981-04-24 |
| FR2462719A1 (fr) | 1981-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3028949C2 (de) | ||
| DE4216929C2 (de) | Einrichtung zur Abbildung eines Gegenstandes mittels gestreuter Strahlung | |
| DE3586996T2 (de) | Verfahren und geraet zu roentgenstrahlenuntersuchung. | |
| EP1014684B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Auslesen von in einer Phosphorschicht abgespeicherten Informationen | |
| DE19853648A1 (de) | Mehrschicht-Szinillatoren für Computer-Tomographie-Systeme | |
| DE19707714A1 (de) | Tiefendosis-Meßvorrichtung | |
| DE2950767A1 (de) | Roentgenografiegeraet | |
| DE2519317A1 (de) | Abbildungseinrichtung zur erzeugung von bildern unter verwendung von bildstrahlung hoher energie | |
| DE2147382A1 (de) | Abbildungssystem, insbesondere fur Bestrahlung hoher Energie | |
| DE2500643C2 (de) | Szintigraphie-Einrichtung mit Photovervielfachern zum Erfassen von Szintillationen in einem Szintillationskristall und einer Auswerteschaltung zum Bestimmen der Ortskoordinaten und der Amplituden der Szintillationen | |
| DE19947537A1 (de) | Gitter zur Absorption von Röntgenstrahlung | |
| DE2422008A1 (de) | Radiographisches geraet | |
| DE69427759T2 (de) | Bilderzeugungssystem | |
| DE4101645A1 (de) | Zweidimensionaler mosaikartiger szintillationsdetektor | |
| DE1930111B2 (de) | Optische Vorrichtung zum Messen der Bewegung von gegeneinander bewegten Teilen | |
| DE3304780C2 (de) | ||
| CH616581A5 (de) | ||
| EP1672359A1 (de) | Verfahren zum Messen des Impulsübertragungsspektrums von elastisch gestreuten Röntgenquanten | |
| DE2612529A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum nachweisen von festen fremdkoerpern in fluessigkeiten | |
| DE3616213C2 (de) | ||
| DE69118343T2 (de) | Vorrichtung zum optischen Messen der Höhe einer Oberfläche | |
| DE4304815A1 (de) | Optischer Sensor | |
| WO2002048739A2 (de) | Speicherschicht und wandlungsschicht sowie vorrichtung zum auslesen von röntgeninformationen und röntgenkassette | |
| DE10125454B4 (de) | Gerät zur Röntgenanalyse mit einem Mehrschichtspiegel und einem Ausgangskollimator | |
| DE4217359A1 (de) | Inspektionseinrichtung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |