用于生成光的陶瓷材料 |
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| 申请号 | CN201580051645.0 | 申请日 | 2015-09-15 | 公开(公告)号 | CN107076863A | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 皇家飞利浦有限公司; | 发明人 | H·K·维乔雷克; J·G·博尔里坎普; D·比特纳; A-M·A·范东恩; W·C·科尔; C·R·龙达; S·J·M·P·斯普尔; A·维尔特罗斯卡; O·J·维默斯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于在被用 辐射 进行辐照时生成光的陶瓷材料(14)。其中，所述陶瓷材料包括具有不同组分和/或不同掺杂物的层的堆叠(15、16)。所述陶瓷材料可以被使用在谱计算机 断层 摄影(CT)探测器中，以便在谱方面探测 X射线 ，或者所述陶瓷材料可以被用作 激光器 的陶瓷增益介质，使得能够减小增益介质内的 温度 梯度和对应的 热机 械应 力 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于探测伽马辐射或X射线辐射的探测设备，其中，所述探测设备(6)包括： |
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| 说明书全文 | 用于生成光的陶瓷材料技术领域[0001] 本发明涉及用于在被用射线进行辐照时生成光的陶瓷材料。本发明还涉及用于探测辐射的探测设备，以及包括所述陶瓷材料的激光器。此外，本发明涉及用于对目标进行成像的成像系统，所述成像系统包括探测设备，并且本发明涉及用于制造所述陶瓷材料的制造方法和制造装置。本发明还涉及用于控制所述制造装置的计算机程序。 背景技术[0002] 陶瓷材料可以被用作，例如，在用于探测X射线的计算机断层摄影(CT)系统的探测设备中的陶瓷闪烁体。然而，陶瓷闪烁体一般不提供能量依赖的闪烁光，从而使得难以在用于谱CT系统的探测设备中使用陶瓷闪烁体。此外，激光可以包括陶瓷材料作为陶瓷增益介质。然而，激光的泵浦光可能在空间上很不均匀地分布于陶瓷增益介质内，这可能导致陶瓷增益介质中的高的温度梯度并因此导致热机械应力峰。 发明内容[0003] 本发明的目的是提一种用于在被用辐射进行辐照时生成光的陶瓷材料，所述陶瓷材料允许减轻上述缺点中的至少一个。本发明的另外的目的是提供一种用于探测辐射和激光的探测设备，所述探测设备包括陶瓷材料，并且本发明的另外的目的是提供一种用于对目标进行成像的成像系统，所述成像系统包括所述探测设备。此外，本发明的目的是提供用于制造所述陶瓷材料的制造方法和制造装置，并且提供一种用于控制所述制造装置的计算机程序。 [0004] 在本发明的第一方面中，提出了一种用于在被用辐射进行辐照时生成光的陶瓷材料，其中，所述陶瓷材料包括具有不同组分和/或不同掺杂物的层的堆叠。 [0005] 由于陶瓷材料包括具有不同组分和/或不同掺杂物的层的堆叠，因此所述陶瓷材料能够适于在被辐射进行辐照时生成光，使得可以减轻以上提及的缺点中的至少一个。例如，如果所述层的堆叠包括第一层和具有不同组分和/或不同掺杂物的第二层，其中，所述第一层适于在被用辐射进行辐照时生成第一辐射，并且所述第二层适于被用辐射进行辐照时生成第二辐射，并且其中，所述第一辐射与所述第二辐射是不同的，通过将所述第一辐射与所述第二辐射彼此进行区分，能够确定所述辐射是在所述第一层中生成的还是在所述第二层中生成的。这能够例如在谱CT系统中被使用，其中，具有所述第一层和所述第二层的所述陶瓷材料被用作探测设备的闪烁体材料，以便对从所述陶瓷闪烁体材料的上面部分发出的辐射与从所述陶瓷闪烁体材料的下面部分发出的辐射彼此进行区分，所述陶瓷闪烁体材料的上面部分可以由所述第一层形成，所述陶瓷闪烁体材料的下面部分可以由所述第二层形成，其中，所述闪烁体材料可以被布置为使得所述陶瓷闪烁体材料的上面部分比所述下面部分更靠近所述谱CT系统的X射线源。所述陶瓷闪烁体材料也能够适于在被用其他辐射(尤其是如γ辐射的其他电离辐射)进行辐照时生成辐射。 [0006] 在实施例中，所述第一层和所述第二层两者都被形成在同一(即，单个)片陶瓷材料内。换言之，陶瓷结构在所述第一层与所述第二层之间连续地延伸。在本文中描述的陶瓷制造工艺适于这样的制造工艺。有利地，通过在同一材料片内制作多个层，避免了因在否则以邻接或胶合的闪烁体材料的分离的片形成的层之间的界面处的反射而引起的光学损耗。这改善了陶瓷材料的光输出，并且因此改善了包括所述陶瓷材料的探测器的敏感度。如后所述，在其他实施例中，所述陶瓷材料可以具有石榴石结构。因此，在该实施例中，所述石榴石结构在所述第一层与所述第二层之间连续地延伸。 [0007] 在实施例中，所述层的堆叠中的层适于使得在垂直于层的方向上掺杂剂的浓度逐层地单调增大或单调减小。这样的陶瓷材料可以被用作激光器中的陶瓷增益介质，其中，泵浦光源和陶瓷增益介质可以被布置为使得在陶瓷增益介质的层的堆叠中的掺杂剂浓度随着到泵浦光源的距离的增大逐层地单调增大。如果陶瓷增益介质具有均匀的掺杂剂分布，则陶瓷增益介质内的泵浦光分布将具有指数衰减，这可以引发高的温度梯度，并且因此引发热机械应力峰。这将限制最大入射泵浦功率。然而，单调增大的掺杂剂浓度(其可以沿着如陶瓷增益介质的棒的纵向轴线形成掺杂剂浓度的纵向梯度结构)能够使这些问题最小化。 [0008] 所述陶瓷材料可以包括，尤其是，石榴石。例如，所述陶瓷材料可以包括从包括以3+ 3+ 下的组选择的一种或多种材料：掺杂有Pr 的氧硫化钆(GOS)、掺杂物有Eu 的钇钆石榴石、镥钆镓铝石榴石(LGGAG)、钆镓铝石榴石(GGAG)、镥铝石榴石(的LuAG)、镥镓铝石榴石(LuGAG)、钆铝石榴石(GdAG)、钆镓铝石榴石(GdGAG)、钇铝石榴石(YAG)、钇铽铝石榴石(YTAG)、钇钆铝石榴石(YGAG)、铽铝石榴石(TbAG)，以及铽钆镓铝石榴石(TbGGAG)。在实施例中，所述陶瓷材料包括这些石榴石的组合。掺杂有Pr3+的GOS和/或(Y,GD)2O3:Eu可以被用作CT系统的探测设备中的闪烁体材料。LGGAG，GGAG，YTAG和/或YGAG可以被用作正电子发射断层摄影(PET)系统的探测设备的闪烁体材料。使用石榴石的优点是高的光产出，光学透明的陶瓷材料易于加工，以及能够针对各自的应用所需的参数调节元素的准确混合。 [0009] 在本发明的另外的方面中，提出了一种用于探测辐射的探测设备，其中，根据权利要求2所述的探测设备包括陶瓷闪烁体，所述陶瓷闪烁体包括陶瓷材料，并且所述探测设备包括用于根据第一辐射生成第一探测值并根据第二辐射生成第二探测值的探测器。这样的探测设备允许区分在所述陶瓷材料的不同部分中生成的辐射。这能够被使用在例如谱CT系统中以用于在谱的方面探测X射线量子或能够被使用在PET系统中以用于消除相互作用深度(DOI)的效应并用于增大PET成像系统的空间分辨率。 [0010] 在实施例中，所述探测器包括第一探测单元和第二探测单元，所述第一探测单元用于根据所述第一辐射生成所述第一探测值，所述第二探测单元用于根据所述第二辐射生成所述第二探测值，其中，a)所述第一探测单元被布置在所述陶瓷闪烁体与所述第二探测单元之间，并且其中，所述第一探测单元对于所述第二辐射是至少部分透明的，或者b)所述第一探测单元和所述第二探测单元两者在所述陶瓷闪烁体的一侧上被布置为彼此相邻。由于所述第一探测单元被用于探测所述第一辐射并且所述第二探测单元被用于探测所述第二辐射，因此所述第一探测单元和所述第二探测单元能够实质上彼此独立地被优化。这能够造成探测所述第一辐射和所述第二辐射的改善的准确性。 [0011] 所述探测器可以适于根据它们的波长和/或它们的衰减时间来将所述第一辐射与所述第二辐射彼此进行区分。根据所述波长和/或所述衰减时间来将所述第一辐射与所述第二辐射彼此进行区分允许准确的区分，并且因此允许进一步改善根据所述第一辐射生成所述第一探测值和根据所述第二辐射生成所述第二探测值的准确性。 [0012] 在本发明的另外的方面中，提出了一种用于对目标进行成像的成像系统，其中，所述成像系统包括：a)根据权利要求5所述的用于探测来自所述目标的辐射的探测设备，其中，所述探测设备生成第一探测值和第二探测值，以及b)重建单元，其用于基于所述第一探测值和所述第二探测值来重建所述目标的图像。所述成像系统是例如CT系统、PET系统或单光子发射计算机断层摄影(SPECT)系统。 [0013] 在本发明的另外的方面中，提出了一种激光器，其中，所述激光器包括：a)激光谐振器；b)陶瓷增益介质，其用于通过所述激光谐振器内的受激发射来对光进行放大，其中，所述陶瓷增益介质包括根据权利要求1所述的陶瓷材料；以及c)泵浦光源，其用于通过使用泵浦光来对所述陶瓷增益介质进行泵浦。优选地，所述泵浦光源和所述陶瓷增益介质被布置为使得所述陶瓷增益介质在垂直于所述陶瓷材料的所述层的泵浦方向上被泵浦。此外，所述陶瓷材料的所述层的堆叠的不同层优选包含不同的掺杂剂浓度，其中，所述泵浦光源和所述陶瓷增益介质优选被布置为使得在所述陶瓷增益介质的所述层的堆叠中的所述掺杂剂浓度随着到所述泵浦光源的距离的增大逐层地单调增大。 [0014] 在本发明的另外的方面中，提出了一种用于制造根据权利要求1所述的陶瓷材料的制造方法，其中，所述制造方法包括：a)逐层地提供具有不同组分和/或不同掺杂物的陶瓷化合物，并且b)对逐层地提供的陶瓷化合物进行烧结。烧结产物可以进一步被退火以减少晶格缺陷，被研磨并被抛光。这些步骤能够得到高质量的陶瓷材料，其可以被用作例如陶瓷闪烁体或者被用作激光的陶瓷增益介质。 [0015] 在优选实施例中，对所述陶瓷化合物的逐层的提供包括：a)在模具中逐层地提供所述陶瓷化合物，和/或b)通过流延成型来产生具有不同组分和/或不同掺杂物的陶瓷化合物的带并且堆叠所产生的带以用于提供带的堆叠，和/或c)印刷包括具有不同组分和/或不同掺杂物的所述陶瓷化合物的光敏糊料并且辐照所述不同层，和/或d)在基板上印刷包括具有不同组分和/或不同掺杂剂的陶瓷化合物的悬浮物的不同层。逐层地提供所述陶瓷化合物这些步骤能够得到进一步改善的陶瓷材料，其可以例如被用作陶瓷闪烁体或陶瓷增益介质。 [0016] 在本发明的另外的方面中，提出了一种用于制造根据权利要求1所述的陶瓷材料的制造装置，其中，所述制造装置包括：a)用于提供包括具有不同组分和/或不同掺杂剂的陶瓷化合物的层的层提供单元，以及b)对所述层进行烧结的烧结单元。 [0017] 在本发明的另外的方面中，提出一种用于控制根据权利要求14所述的制造装置的计算机程序，其中，所述计算机程序包括程序代码单元，所述程序代码单元用于当所述计算机程序在控制所述制造装置的计算机上运行时令所述制造装置执行根据权利要求12所述的制造方法的步骤。 [0018] 应当理解，根据权利要求1所述的陶瓷材料、根据权利要求5所述的用于探测辐射的探测设备、根据权利要求8所述的成像系统、根据权利要求9所述的激光器、根据权利要求12的制造方法、根据权利要求14所述的制造装置，以及根据权利要求15所述的计算机程序具有相似和/或相同的优选实施例，特别是，如在从属权利要求中所定义的。 [0021] 在以下附图中： [0022] 图1示意性且示范性地示出了用于对目标进行成像的成像系统的实施例，[0023] 图2示意性且示范性地示出了陶瓷闪烁体和成像系统的探测设备的探测器的实施例， [0024] 图3示意性且示范性地示出了陶瓷闪烁体和成像系统的探测设备的探测器的另外的实施例， [0025] 图4示意性且示范性地示出了激光器的实施例， [0026] 图5示意性且示范性地示出了激光器的陶瓷增益介质的实施例， [0027] 图6示出了示范性图示用于制造陶瓷材料的制造方法的实施例的流程图，并且[0028] 图7示意性且示范性地示出了用于制造陶瓷材料的制造装置的实施例。 具体实施方式[0029] 图1示意性且示范性地示出了用于对目标进行成像的成像系统50的实施例，在该实施例中，成像系统50是谱CT系统。谱CT系统50包括：机架1，其能够关于平行于z方向延伸的旋转轴R旋转；辐射源2，其在本实施例中是X射线管，被安装在机架1上。辐射源2被提供有准直器3，所述准直器3在该实施例中形成来自由辐射源2生成的辐射的圆锥形辐射射束4。所述辐射贯穿目标(未示出)，例如，在检查区5中的患者，在该实施例中，检查区5是圆柱形的。在已经贯穿检查区5之后，辐射射束4入射在包括二维探测表面的探测设备6上。探测设备6也被安装在机架1上。 [0030] 谱CT系统50包括两个电动机7、8，其中，机架1由电动机7以优选恒定但可调的角速度驱动，并且电动机8被提供用于对所述目标进行移位，所述目标优选被布置在平行于旋转轴线R或z轴的方向的如台面的支撑单元上。这些电动机7、8由控制单元9控制，例如，使得辐射源2和所述目标相对于彼此沿着螺旋方向移动。但是，也有可能是，所述目标不移动，而是只有辐射源2被旋转，即，辐射源2相对于所述目标沿着圆形方向移动。此外，在另一实施例中，准直器3能够适于形成另一射束形状，尤其是扇形射束，并且探测设备6能够包括探测表面，所述探测表面被成形为对应于所述另一射束形状，特别是，对应于扇形射束。 [0031] 在辐射源2与目标的相对运动期间，探测设备6根据入射在探测设备6的探测表面上的辐射来生成探测值，其中，所生成的探测值被提供给重建单元10以用于重建的所述目标的图像。所重建的图像可以被示出在显示器12上。CT系统50还包括如键盘、计算机鼠标、触摸板等的输入单元11，以便允许如放射学家的用户将如启动命令或停止命令的命令以及如采集参数或重建参数的参数输入到CT系统50中。重建单元10和CT系统50的另外的部件也可以由控制单元9来控制。 [0032] 探测设备6包括若干探测元件，即，若干探测像素，所述若干探测元件被布置成阵列，其中，每个探测元件包括陶瓷闪烁体14和探测器19，如在图2中示意性且示范性地示出的。陶瓷闪烁体14包括具有不同组分和/或不同掺杂剂的第一层15和第二层16，其中，所述第一层15适于在被用X射线进行辐照时生成第一辐射17，并且所述第二层16适于在被用X射线进行辐照时生成第二辐射18，并且其中，所述第一辐射17和所述第二辐射18具有不同波长。 [0033] 探测器19包括用于根据第一辐射17生成第一探测值的第一探测单元20和用于根据第二辐射18生成第二探测值的第二探测单元21，其中，第一探测单元20被布置在陶瓷闪烁体14与第二探测单元21之间，并且第一探测单元20对第二辐射18是透明的。第一探测单元20和第二探测单元21优选是有机光电二极管，使得探测设备6的各探测元件可以包括双层有机光电二极管，其中，上方的层(其优选直接在陶瓷闪烁体14之下)对第一辐射17的第一波长范围敏感并且对第二辐射18的第二波长范围透明，并且其中，下方的光电二极管层对第二波长范围敏感。 [0034] 有机光电二极管包括具有能够通过吸收入射光子来生成可移动电荷(通常为电子-空穴对)的有机材料的至少一个区域或层。所生成的电荷然后能够由被施加合适电压的电极检测到。有机光电二极管的优点在于，它们能够被成本有效地产生。此外，它们的吸收特性能够在很大程度上被调谐，例如通过使用不同有机材料的适当混合物。有机光电二极管通常可以包括适合于吸收入射光子并将入射光子转换成电信号的任何有机材料和/或能够作为空穴或电子传输材料或作为掺杂剂支持这一过程的任何有机材料。作为范例，有机光探测器可以包括从以下的组中选择的至少一种有机材料： [0035] -PEDOT(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)， [0036] -PSS(聚(苯乙烯磺酸))， [0037] -P3HT(聚-3-己基噻吩)， [0038] -PCBM(6,6-苯基C61-丁酸甲酯)， [0039] -C60， [0040] -ZnPc(锌酞菁) [0041] -MeO-TPD(N,N,N',N'-四(4-甲氧苯基)-对二氨基联苯)， [0042] -p-NPB(N,N'-二(萘基)-N,N'-二苯基-1,1'-联苯基-4,4'-二胺)， [0043] -TTN， [0044] -F4TCNQ(2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基对醌二甲烷)， [0045] -DCV5T(双(2,2-二氰基乙烯基)-五噻吩)， [0046] -以上物质的衍生物或修饰物。 [0047] 另外的适当的有机材料可在文献中找到，例如，Ch.J.Brabec等人的文章“Plastic Solar Cells”(Advanced Functional Materials，第11卷，第1号，第15至26页，2001年)，通过引用将其并入本文。 [0048] 在另一实施例中，第一探测单元和第二探测单元可以以另一方式被布置。例如，如在图3中示意性且示范性地图示的，探测器30能够包括用于根据第一辐射17生成第一探测值的第一探测单元31和用于根据第二辐射18生成第二探测值的第二探测单元32，其中，第一探测单元31和第二探测单元32被彼此相邻地布置在陶瓷闪烁体14的同一侧上。第一探测单元31优先包括光学滤波器，所述光学滤波器实质上只允许第一辐射17通过，并且第二探测单元21优选包括另外的光学滤波器，所述另外的光学滤波器实质上只允许第二辐射18通过。第一探测单元31和第二探测单元32优选包括像硅光电二极管和硅光电倍增管的光电二极管。光学滤波器(其可以被布置在光电二极管的前面)可以是长波通(LWP)和短波通(SWP)的干涉滤波器。 [0049] 因此，对于探测设备6的每个探测元件或像素，可以提供具有不同谱敏感度的光电二极管的双阵列，以便在从不同深度发射的发射谱之间进行区分。 [0050] 在陶瓷材料14的第一层15中的低能量的X射线量子以及在陶瓷材料14的第二层16中的更高能量的X射线量子生成各自的辐射。因此，指示在第一层15中生成的第一辐射17的第一探测值和指示在第二层16中生成的第二辐射18的第二探测值能够被用于区分X射线量子的不同能量。重建单元10优选适于通过使用已知的谱重建算法基于第一探测值和第二探测值来重建谱CT图像，所述已知的谱重建算法如为在以下文章中公开的谱重建算法：E.Roessl和R.Proksa的“K-edge imaging in x-ray computed tomography using multi-bin photon counting detectors”(Physics in Medicine and Biology，第52卷，第15期，第4679至4696页，2007年)，在此通过引用将其并入本文。 [0051] 图4示意性且示范性地示出了端面泵浦激光器40，所述端面泵浦激光器40包括形成激光谐振器的两个反射镜43、44、用于通过激光谐振器43、44内的受激发射来对光进行放大的陶瓷增益介质45，以及用于通过使用泵浦光42对陶瓷增益介质45进行泵浦的泵浦光源41。所生成的激光由附图标记46指代。陶瓷增益介质45在图5中被更详细地示范性且示意性地图示。 [0052] 陶瓷增益介质45包括两个未掺杂物部分48、49以及具有不同掺杂剂浓度的中间的层的堆叠47。在该实施例中，未掺杂物部分48、49是纯钇铝石榴石(YAG)部分并且层的堆叠47由具有不同钕浓度的YAG层形成。所述YAG层每个都具有例如300μm的厚度，或者它们可以具有另一厚度。例如，在该实施例中，层的堆叠47可以包括七个YAG层，其中，钕的原子百分比可以从0.5增大到3.5。泵浦光源41和陶瓷增益介质45被布置为使得陶瓷增益介质45在垂直于陶瓷材料45的层47的泵浦方向上被泵浦。此外，泵浦光源41和陶瓷增益介质45被布置为使得陶瓷增益介质45的层的堆叠47中的掺杂剂浓度随着到泵浦光源41的距离的增大而逐层地增大。整个陶瓷增益介质45(其可以是陶瓷棒)可以具有例如大约10mm的长度。 [0053] 泵浦光源41可以是激光二极管。其可以适于生成具有在730nm至760nm的波长范围内的波长或者在790nm至820nm的波长范围内的波长的泵浦光。激光谐振器的反射镜43、44是在端面泵浦激光器的激光谐振器中通常使用的已知的反射镜，其中，第一反射镜43对泵浦光42是透明的并且反射激光46，并且第二反射镜44主要反射激光46并且对于激光46是部分透明的，以便将激光46的一部分从陶瓷增益介质45耦合出去。 [0054] 在用于制造陶瓷材料的制造方法的以下的实施例中，将示范性地参考图6中所示的流程图进行描述。制造装置60的实施例(其可以用于执行所述制造方法)在图7中被示意性且示范性地示出。 [0055] 在步骤101中，层提供单元61逐激光地提供具有不同组分和/或不同掺杂物的陶瓷化合物，并且在步骤102中，烧结单元62对逐层地提供的陶瓷化合物进行烧结。在图7中，中间产物(即，烧结之前的未烧结体)由附图标记63指代，并且烧结之后的层的堆叠由附图标记64指代。在该实施例中，制造装置60还包括退火单元65，所述退火单元65用于在步骤103中对烧结的层的堆叠进行退火，这得到中间退火产物66。退火的中间产物66在步骤104中通过使用研磨单元67而被研磨，这得到经研磨的中间产物68。经研磨的中间产物68然后被抛光单元69抛光，其中，经抛光的陶瓷材料由附图标记70指代。 [0056] 具有不同组分和/或不同掺杂物的陶瓷化合物的逐层的提供能够如下地进行，例如，将原材料的不同混合物(其可以包括X3(Al,Ga)5O12和一种或几种活化剂化合物)添加到用于压制陶瓷材料的未烧结体的模具中，其中，X是从包括以下的组中选择的元素：钇、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥。所述一种或几种活化剂化合物优选是稀土氧化物，像铈、镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥或镱氧化物。尤其地，不同的混合物(其包括钇镓铝氧化物以及一种或几种稀土化合物，如铈和/或铽和/或镨氧化物)被添加到用于压制陶瓷材料的未烧结体的模具中。得到的未烧结体(其可以是未烧结棒)然后能够被烧结，以形成例如多晶石榴石产物。烧结的材料然后能够被退火，被研磨和被抛光。逐层的掺杂物或组分变化也能够通过使用添加剂制造技术来实现，其可以形成未烧阶段体。例如，能够使用流延成型，其中，能够容易地产生各种组分和/或掺杂物的未烧带以及任选地各种厚度。所述带能够被干燥并且然后以任何期望的顺序被堆叠在一起。得到的堆叠然后能够被压制并被切割成最终未烧产物，其能够被火烧(即，烧结)，以便获得最终的发光陶瓷产物。 [0057] 在另外的实施例中，层可以通过使用包含用于建立陶瓷材料的未烧阶段颗粒的光敏糊料来提供，其中，该糊料的层被按顺序暴露。通过改变糊料组分，可以获得陶瓷材料的良好定义的深度相关的掺杂物和/或陶瓷材料的深度相关的主晶格组分。未烧阶段颗粒优选是氧化物，像钇镓铝氧化物和稀土氧化物或其它氧化物，它们被用于建立陶瓷材料。未烧阶段颗粒优选均匀地分布在感光糊料内。糊料能够例如通过使用紫外光或蓝光进行加工处理。在另一实施例中，可以使用非光敏糊料，其中，在这种情况下，可以应用热加工处理。当糊料在高温下被烧结时，从氧化物获得石榴石结构。然后将得到的陶瓷退火、研磨和抛光以形成陶瓷材料。 [0058] 在另外的实施例中，可以使用喷墨打印以由于逐层地提供陶瓷化合物。这里，包含陶瓷化合物的未烧阶段颗粒的悬浮物的微滴以预定图案被喷射在基板上并且被干燥。通过改变悬浮物微滴的组分，能够获得所要求的掺杂物或主晶格组分分布。得到的未烧结体然后能够被烧结，被退火，被研磨并被抛光。 [0059] 所有这些技术提供了一种简单的方法来明确定义所得到的陶瓷(其可能是闪烁体陶瓷或增益介质陶瓷)的不同深度处的掺杂剂浓度和/或主晶格的组分。如果陶瓷材料应当用于形成探测设备的探测像素的阵列(即，探测设备的探测元件的阵列)，则各陶瓷闪烁体能够使用简单的拾取和放置技术被布置成期望的阵列。 [0060] 陶瓷闪烁体由于其低的成本价格、任意形状，以及有可能产生不可能生长为晶体的化合物而优选于单晶闪烁体。陶瓷闪烁体可以被使用在CT系统或如PET系统或SPECT系统的其他成像系统的探测设备中。 [0061] 所述制造方法和所述制造装置能够被用于产生在不同深度具有不同掺杂物和/或不同掺杂物浓度和/或主材料的不同组分(特别是主材料的不同密度)的陶瓷闪烁体。例如，产生的陶瓷闪烁体可以包括在陶瓷闪烁体的长度轴线上(即，在例如CT系统的X射线射束的方向上)的石榴石组分的变化，得到在沿着长度轴线的不同位置处仅一种活化剂的不同发射谱。这可以允许根据其波长通过使用谱敏感探测器(其可以包括具有不同谱敏感度的光电二极管的光电二极管层)来区分闪烁体发射。因此，探测设备能够包括陶瓷闪烁体的阵列，其对发射的光是透明的，使得在不同深度生成的各个光信号能够利用例如在陶瓷闪烁体的下方的双层光电二极管阵列而被读出。 [0062] 尽管在以上参考图2和图3描述的实施例中，陶瓷闪烁体仅具有含有不同组分和/或掺杂物的两个层，但是在其他实施例中，陶瓷闪烁体能够包括具有不同组分和/或掺杂物的更多个层。因此，探测器能够包括被分配给各自的陶瓷闪烁体的多于两个探测单元，以便区分来自不同层的辐射。此外，尽管在上述实施例中已经使用波长以便确定各自的辐射是从哪一层发出的，但是在其他实施例中，辐射的其他特征也能够被用于区分不同种类的辐射。例如，能够使用在陶瓷闪烁体中的不同活化剂离子的衰减时间的差异。以这种方式检测到在时间域而不是在频率域中对各信号的不同贡献。能够使用简单的算法来理清活化剂离子中的每种的贡献，并计算出闪烁器节段中的每个对探测到的总信号的相对贡献。作为范例，在几个邻近的帧中测量的信号的去卷积，分离成具有不同衰减时间常数的子信号，能够被用于从上部探测器层和下部探测器层分离信号。 [0064] 在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。 [0065] 单个单元或设备可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。 [0066] 由一个或若干单元或设备执行的像对具有不同掺杂物和/或组分陶瓷化合物的逐层的提供，烧结等操作能够由任何其它数量的单元或设备来执行。根据所述制造方法对所述制造装置的控制以及如对成像系统的控制、对图像的重建等的其他操作可以被实施为计算机程序和程序代码单元和/或专用硬件。 [0067] 计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以被以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。 [0068] 权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。 |
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