CT 检查是一种无痛、快速且精确的影像检查技术,它利用X光球管环绕人体扫描,之后经电脑重建成像,将身体各部位的精确结构呈现于电脑屏幕上,从而帮助诊疗,已经成为临床最主要的影像检查手段之一。而医疗 CT 用闪烁体陶瓷是其中的关键材料。 欢迎产业链上下游企业加入医用陶瓷产业微信群与我们交流补充,长按识别下方二维码即可加入。
一、闪烁体是医疗CT的核心
X 射线计算机断层扫描成像系统(Computed Tomography,简称 CT)具有密度分辨力高、扫描时间快、图像清晰等特点,是目前最有效的临床大型医学影像诊断主要设备之一。
CT 主要由球管、高压、探测器、滑环、机架等硬件与数据采集系统、图像处理软件、机架控制系统、人机交互系统、控制台软件系统等软件集合而成。CT 利用球管发出 X 射线与探测器一同围绕人体的某一部位作逐层断面扫描,利用探测器中的闪烁材料将穿过人体的 X 射线等转换成可见光,通过光电转换器转换成计算机可处理的数字信号,从而实现医学成像。
探测器是 CT 设备的核心器件,而探测器的心脏是闪烁体。闪烁体是一类吸收高能粒子或射线后能够发光的材料,在辐射探测成像领域发挥着十分重要的作用,成本要占到一台 CT 的20%以上。要实现低辐射剂量下高分辨率的快速成像,使用具有高密度,高光产额、快衰减、低余辉特征的闪烁体是必要手段之一。
二、什么是闪烁陶瓷
闪烁体是一种可用作辐射探测的光电功能材料,它能够将入射的高能射线(如 X 射线和 γ 射线等)或者高能粒子(热中子等)转化为探测器可以识别的光电信号,已经被广泛应用于核物理和高能物理、核医学成像和工业勘探等相关领域。其中,应用最广泛的无机闪烁晶体和无机闪烁陶瓷。与无机闪烁晶体材料相比,闪烁陶瓷材料具有制备成本低、周期短、掺杂均匀和易于批量制备等优点,已经成为 CT 用闪烁探测材料的首选。
闪烁材料的应用可追溯到 1896 年,CaWO 4 作为 X 射线荧光粉开始应用于医用 X光片;1948 年发现了 NaI:Tl 单晶的闪烁特性并用光电倍增管成功实现信号读出。后续人们又相继发展了 Bi 4 Ge 3 O 12 (BGO)、PbWO 4 (PWO)和 Ce:Lu 2 SiO 5 (Ce:LSO)等一系列性能优异的闪烁体,并在放射医学、高能物理、核物理、工业无损探伤、地质勘探、安全检查等领域得到广泛应用。
表 CT设备的闪烁材料及性能
早期使用的 CdWO 4 和 CsI 闪烁晶体,CdWO 4 探测效率低,存在解离面,加工困难;CsI 探测效率高,但是余辉大,易潮解。20 世纪 80 年代,美国通用电气公司(GE)最早开发了(Y,Gd) 2 O 3 :Eu 透明闪烁陶瓷,并将其成功地应用于医用 X-CT 探测器。随后日立、西门子和飞利浦等国外公司先后报道了 Ce,Pr:Gd 2 O 2 S、Cr,Ce:Gd 3 Ga 5 O 12 、Ce:BaHfO 3 、Eu:Lu 2 O 3 等闪烁陶瓷,并成功实现了商业应用。
陶瓷闪烁体作为将X光转换为可见光的关键材料,是决定CT探测器系统性能、品质的重要因素。硫氧化钆陶瓷(Gd 2 O 2 S,GOS)是目前市面上常被用于医疗 CT 探测器的闪烁材料,GOS余辉低、X射线吸收能力强、转化效率高,综合闪烁性能最为优异,已在国外中高端医疗CT设备上大规模使用。近年来,铈掺杂的钆镓铝石榴石(Ce,Gd) 3 (Ga,Al) 5 O 12 ,GAGG:Ce)闪烁陶瓷因具有高光输出、快衰减、高密度与低余辉等优点,受到广泛关注。目前,国内高性能闪烁陶瓷主要依赖进口,国内厂家如奕瑞新材料等研究开发闪烁体材料,并取得一定进展。
1.医疗 CT 用 (Ce,Gd) 3 (Ga,Al) 5 O 12 (Ce:GGAG) 闪烁体的研究进展,武彤,等.
2.闪烁陶瓷及其在医学X-CT上的应用,陈积阳,等.
3.X--CT用Gd 2 O 2 S:Pr,Ce,F闪烁陶瓷的制备与性能研究,吴凤.
4.Lu 3 Al5O 12 基闪烁陶瓷的研究进展,武彤,等.
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一、展会精彩内容
·展出范围
陶瓷器件及材料 : MLCC、LTCC、HTCC、微波介质陶瓷、压电陶瓷、钛酸钡、碳酸钡、氧化钛、氧化铝、氧化锆、玻璃粉、氮化铝、LTCC介质陶瓷粉体、稀土氧化物、生瓷带等;
精密陶瓷: 氧化锆、氧化铝、氮化铝、氮化硅、碳化硅、氧化钇、结构陶瓷、高温陶瓷、透明陶瓷、陶瓷微珠、新能源陶瓷、陶瓷轴承、陶瓷球、半导体陶瓷(搬运臂、陶瓷劈刀、静电卡盘、蚀刻环……)、3D打印陶瓷、燃料电池(SOFC)隔膜片、穿戴陶瓷、光纤陶瓷插芯、陶瓷套筒、CIM、生物陶瓷等。
陶瓷基板及封装外壳: 陶瓷封装外壳、DPC、DBC、AMB、HTCC基板、LTCC基板、薄膜电路板、厚膜电路板、陶瓷封装基座、热沉、氧化铝、氮化铝、氮化硅、氧化铍、莫来石粉体及基板等;
金属材料: 银粉、金粉、铜粉、镍粉、焊料(焊片、焊膏)、MLCC用内/外电极浆料、LTCC银浆、金浆、钨钼浆料、铜浆、靶材、无氧铜带、可伐合金、金属冲压件等;
助剂: 陶瓷和导电浆料用分散剂、黏合剂、增塑剂、絮凝剂、矿化剂、消泡剂、润滑剂、烧结助剂等;
陶瓷加工设备: 砂磨机、球磨机、真空脱泡机、三辊机、喷雾造粒机、干压机、流延机、注塑机、3D打印机、模具、干燥设备、研磨机、精雕机、裁片机、激光设备、打孔机、填孔机、丝网印刷机、叠层机、层压机、等静压机、热切机、整平机、排胶炉、烧结炉、钎焊设备、电镀设备、化学镀、喷银机、浸银机、端银机、真空镀膜设备、显影设备、去膜设备、蚀刻机、湿制程设备、等离子清洗、超声波清洗、自动化设备、剥离强度测试仪、AOI检测设备、打标机;
封装测试设备: 贴片机、引线键合机、封盖机、平行缝焊封帽、切筋机、钎焊设备、激光调阻机、网络分析仪、热循环测试设备、测厚仪、氦气检漏仪、老化设备、外观检测、超声波扫描显微镜、X-光检测、激光打标、分选设备、测包编带机等;
耗材: 离型膜、载带(塑料和纸质)、耐火材料、承烧板/匣钵(氧化铝、刚玉莫来石、氮化硼等)、承烧网、发泡胶、研磨耗材(金刚石微粉、研磨液)、精密网版、清洗剂、电镀药水等。
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