閃爍晶體探測器

閃爍晶體是指在X射線等高能粒子的撞擊下，能將高能粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽芏l(fā)出閃光的晶體。

人們利用閃爍材料的這種特性做成了測量各種射線的探測器，即當(dāng)高能射線照射到探測器上后，閃爍材料便發(fā)出熒光，射線愈強(qiáng)，發(fā)出的熒光愈強(qiáng)，這熒光被光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)接收并轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)過電子線路處理后，便能在指示器上指示出來，因此人們將這種探測器比喻為看得見X射線和其他高能射線的”眼睛”。

探測器是CT 和PET/CT 的核心技術(shù)之一，目前廣泛應(yīng)用的是閃爍晶體探測器。閃爍晶體是探測器的基礎(chǔ)，直接決定了CT、PET/CT 的成像質(zhì)量、探測效率以及靈敏度等性能，是直接關(guān)系到探測器性能好壞的功能核心。

目前廣泛應(yīng)用于CT、PET/CT 的關(guān)鍵閃爍晶體包括:

鐠鈰共摻硫氧化釓（Gd2O2S：Pr，Ce，簡稱GOS）、

鍺酸鉍（BGO）、

摻鈰硅酸镥（LSO ：Ce）

摻鈰硅酸釔镥（LYSO ：Ce）

摻鈰溴化鑭（LaBr3：Ce）

摻鈰釓鎵鋁石榴石（GAGG ：Ce）

核醫(yī)學(xué)成像CT、PET/CT 用閃爍晶體成為當(dāng)前國際上十分熱門的課題，美國Crystal Photonics Inc.（CPI）和法國圣戈班（Saint-Gobain）等公司紛紛斥巨資進(jìn)行研究。自國家“十二五”規(guī)劃以來，在政策引導(dǎo)下，中低端醫(yī)療CT已開始出現(xiàn)國產(chǎn)設(shè)備的身影，并且已經(jīng)向高端市場進(jìn)軍。但問題在于，雖然國產(chǎn)CT 已突破了算法、集成等一系列技術(shù)，但CT 設(shè)備所用的GOS 閃爍體探測器材料依然完全依賴進(jìn)口。在PET 用LYSO：Ce 晶體方面，國際上美國CPI、美國CTI Molecular Imaging Inc.（CTI）和法國Saint-Gobain 三家LYSO ：Ce 晶體生產(chǎn)廠家每家都有上百臺爐子進(jìn)行生產(chǎn)，而國內(nèi)在規(guī)模和產(chǎn)品質(zhì)量等方面還無法與國際巨頭競爭。研發(fā)滿足醫(yī)療CT、PET/CT 探測器用的高性能閃爍材料，打造屬于國產(chǎn)CT、PET/CT 探測器的“中國芯”已成為發(fā)展醫(yī)用影像設(shè)備首要解決的關(guān)鍵問題。實(shí)現(xiàn)CT、PET/CT 閃爍晶體的國產(chǎn)化，將直接參與該晶體的國際競爭，大大提升國產(chǎn)閃爍晶體的國際地位，打破目前國際企業(yè)的壟斷局面。

固體的無機(jī)閃爍體一般是指含有少量其它種晶體（激活劑）的無機(jī)鹽晶體。雖然用純無機(jī)鹽晶體也可作為閃爍體，但加了激活劑后能明顯提高發(fā)光效率。當(dāng)閃爍體中原子的軌道電子從入射粒子接受大于其禁帶寬度的能量時(shí),便被激發(fā)躍遷至導(dǎo)帶。然后,再經(jīng)過一系列物理過程回到基態(tài)，根據(jù)退激的機(jī)制不同而發(fā)射出衰落時(shí)間很短的熒光（約 10納秒）或是較長的磷光（約1納秒或更長）。最常用的無機(jī)晶體是用鉈激活的碘化鈉晶體，即碘化鈉（鉈），最大可做到直徑 500毫米以上。它有很高的發(fā)光效率和對γ射線的探測效率。其他無機(jī)晶體還有碘化銫（鉈）、碘化鋰（銪）、硫化鋅（銀）等，各有特點(diǎn)。新出現(xiàn)的有鍺酸鉍等。氣體和液體的無機(jī)閃爍體，多用惰性氣體及其液化態(tài)制成、如氙、氪、氬、氖、氦等。其中以氙的光輸出最大而較多使用。

現(xiàn)已開發(fā)的無機(jī)閃爍體如下：NaI(Tl) .CsI. CsI(Na) .CsI(Tl) .LiF(Eu) .CaF2(Eu) .CdF2、BaF2.CeF3 .BGO(Bi3Ge4O12) .ZWO(ZnWO4) .CWO(CdWO)4 .PWO(PbWO4) .GSO:Ce(Gd2SiO2O5:Ce) .LAP:Ce(LaAlO3:Ce) .YAP:Ce（Y AlO3:Ce）.LSO:Ce(Lu2Si2O5:Ce)等。

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