DE2635870A1 - Detektorkonstruktion fuer eine szintillationskamera - Google Patents

Detektorkonstruktion fuer eine szintillationskamera

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DE2635870A1
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scintillation
scintillation crystal
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light guide
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DE19762635870
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John Berry Ashe
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Siemens AG
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    • 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
    • G01T1/1642—Static instruments for imaging the distribution of radioactivity in one or two dimensions using one or several scintillating elements; Radio-isotope cameras using a scintillation crystal and position sensing photodetector arrays, e.g. ANGER cameras
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4258—Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment with arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector for detecting non x-ray radiation, e.g. gamma radiation

Description

PATENTANWALT DIPL-ING. LEO FLEUCHAUS 2 6 3 5 8 7 Q
8 MÖNCHEN 71, 6 8 1976
Melchloretraße 42
Mein Zeichen: SR17P-1478
G.D. Searle & Co. P.O.Box 511o, Chicago, 111., USA
Detektorkonstruktion für eine Szintillationskamera
Die Erfindung betrifft den Aufbau eines Umsetzers für eine Szintillationskamera. Durch ein neues Verfahren des Zusammenbaus von Komponenten des Umsetzers für die Szintillationskamera wird der einzigartige Aufbau erzielt.
Szintillationskameras werden auf dem Gebiet der Nuklearmedizin in weitem Umfang für die Feststellung von Verletzungen, von Krebsgeschwülsten, von Kreislaufunregelmäßigkeiten und anderen Anomalien von inneren Organen eines lebenden Subjekts verwendet. Die grundlegende Szintillationskamera ist in der US-PS 3 o11 o57 beschrieben. Bei der Benutzung einer Szintillationskamera wird einem Patienten eine geringe Menge einer radioaktiven Substanz mit einer Affinität für ein besonderes interessierendes Organ oder einen besonderen interessierenden Bereich innerhalb des Körpers des Patienten injiziert. Das Detektorelement der Szintillationskamera, das einen Strahlungsumsetzer enthält, wird neben dem Bereich des Körpers
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HO/ba des
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des Patienten angeordnet/ der untersucht werden soll. Gammastrahlen, die beim radioaktiven Zerfall der eingeführten Radioisotopen entstehen, kommen aus dem Inneren des Körpers des Patienten und treffen auf einen ebenen Szintillationskristall auf. Als Reaktion auf die einfallenden Gammastrahlen strahlt der Szintillationskristall Lichtblitze ab. Eine Anordnung aus Fotodetektoren sieht den Szintillationskristall und reagiert durch Erzeugen von elektrischen Impulsen auf die Lichtblitze für jedes festgestellte radinaktive Ereignis. Die Fotodetektoren sehen einander überlappende Teile des Szintillationskristalls. Die Stärke der elektrischen Impulse von jedem Fotodetektor kann in ein direktes Verhältnis zum Abstand der Szintillation im Kristall vom Fotodetektor gebracht werden. Auf diese Weise können die Koordinaten der gegenseitigen Beeinflussung von Gammastrahlen und Szintillationskristall in einem zweidimensionalen Koordinatensystem bestimmt werden. Durch Zwischenfügen eines Kollimators zwischen den Szintillationskristall und den Patienten können die Ursprungspunkte der festgestellten Gammastrahlen innerhalb des Körpers des Patienten in denselben zweidimensionalen Koordinatensystem herausgefunden werden.
Bei herkömmlichen Szintillationskameras schließt der Detektoraufbau das Einsetzen einer Szintillationskristallteilbaugruppe ein. Diese Teilbaugruppe umfaßt einen Szintillationskristall aus mit Thallium aktiviertem Natriumjodid. Der Szintillationskristall hat die Form einer Scheibe, von der die eine Fläche in Berührung mit einem Glasfenster angeordnet ist, welches eine Dicke von 1,3 cm besitzt und aus Pyrex 774o Glas besteht. Dieses Glasfenster ist ein optisches Fenster, das es den Szintillationen ermöglicht, das Natriumjodid zu verlassen und auf die Fotodetektoren aufzutreffen. Die übrigen Oberflächen des Szintillationskristalls sind von einem Aluminiumgehäuse umgeben, das dicht mit dem Glasfenster verbunden ist, um den Natriumjodidkristall in einer feuchtig-
- 2 - keltsfrelen
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keitsfreien Umgebung einzuschließen. Der Schutz vor Feuchtigkeit ist notwendig, da Natriumjodid hygroskopisch ist und der Kristall trüb wird, wenn er Feuchtigkeit absorbiert, und dann für die Verwendung als Szintillationskristall in einer Szintillationskamera ungeeignet ist.
Die übliche Verwendung einer 1,3 cm dicken Glasplatte stellt einen Kompromiß zwischen verschiedenen Erfordernissen für eine Szintillationskamera dar. Die relativ große Dicke des Glasfensters war bisher erforderlich, um den Natriumjodidkristall vor mechanischen Beanspruchungen während des Zusammenbaus des Detektorkopfs der Szintillationskamera zu schützen. Bei der herkömmlichen Art des Zusammenbaus wird entweder die Oberfläche des Glasfensters oder ein Licht leitendes Element, das manchmal als "Lichtrohr" oder "Lichtleiter" bezeichnet wird, mit einer optischen Kopplungsmasse beschichtet. Die Szintillationskristallteilbaugruppe und das Lichtleitelement werden dann unter erheblichem mechanischem Druck zusammengedrückt, um eine vollendete optische Kopplung zwischen dem Lichtleitelement und dem Szintillationskristall zu erhalten. Später während des Zusammenbaus und, nachdem das Lichtleitelement mit der Szintillationskristallteilbaugruppe gekoppelt wurde, werden die Fotodetektoren in ähnlicher Weise in optischem Kontakt mit dem Lichtleitelement angeordnet, um die zuvor beschriebene Anordnung zu bilden. Wiederum ist eine mechanische Kraft erforderlich, um eine vollendete und gleichförmige optische Kopplung zwischen den Fotodetektoren und dem Lichtleitelement sicherzustellen.
Beim herkömmlichen Zusammenbau von Szintillationskameradetektoren hat sich gezeigt, daß, wenn das der Szintillationskristallteilbaugruppe zugeordnete Glasfenster weniger als etwa 1,3 con dick ist, ein Biegen des Glasfensters während des optischen Koppeins eines Lichtleitelements und während des Koppeins der Fotodetektoren in einem solchen Ausmaß auf-
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- 3 - tritt
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tritt, daß der Natriumjodidkristall einer zu starken Beanspruchung ausgesetzt wird und wahrscheinlich bricht. Wenn dies auftritt, ist der Stintillationskristall natürlich nutzlos und muß mit erheblichen Kosten ausgetauscht werden.
Das relativ dicke Glasfenster, das bei herkömmlichen Stintillationskameras verwendet wird, ist immer als ungünstig angesehen worden, da es einen ins Gewicht fallenden Teil des vom Szintillationskristall ausgestrahlten Lichts absorbiert. Diese Lichtabsorption ist besonders schlimm für das Licht, das das Glasfenster unter anderen Winkeln als in einer zum Glasfenster senkrechten Bahn durchsetzt. Die Folge ist eine Verschlechterung der Auflösung des Instruments. Es wurden Alternativen gesucht, um die im relativ dicken Glasfenster der herkömmlichen handelsüblichen Szintillationsdetektoren begründeten Ausführungsnachteile zu vermeiden. Eine Alternative bestand in einem 1,3 cm dicken Quarzfenster anstelle des Glasfensters. Quarz besitzt einen höheren Transmissionsindex für Licht von dem Natriumjodidkristall, es paßt hinsichtlich der Brechzahl jedoch schlechter für Natriumjodid, als es beim gegenwärtigen Glasfenster der Fall ist. Diese Fehlanpassung von Brechzahlen führt zu Fehlern in den von den Fotodetektoren übermittelten Positionsinformationen. Kronglas wurde auch als Alternative für das üblicherweise verwendete Pyrexglas oder Jenaer Glas in Betracht gezogen. Wegen der Notwendigkeit nach mechanischer Festigkeit ließ sich jedoch bei Verwendung dieser Alternative keine größere Reduzierung der Fensterdicke praktizieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Aufbau für einen Szintillationsdetektor für eine Gamma- oder Szintillationskamera zu schaffen, bei dem das transparente Fenster neben dem Szintillationskristall viel dünner als das entsprechende Fenster bei üblichen Szintillationskameradetektoren ist, bei dem jedoch dennoch der erforderliche Feuchtigkeitsschutz vorhanden ist
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- 4 - und
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und bei dem ein hygroskopischer Szintillationskristall keiner schädlichen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt wird.
Mit der Erfindung wird eine Szintillationskamera für eine Radioisotopenabbildung geschaffen, die einen plattenartigen oder laminaren Szintillationskristall, eine Anordnung von Fotodetektoren, die in optischer Verbindung mit dem Szintillationskristall stehen, um elektrische Signale zu erzeugen, die Positionsinformationen bezüglich der Szintillationen liefern, die in dem Szintillationskristall als Reaktion auf einfallende Gammastrahlen erzeug¥e^,w8bei jeder Fotodetektor einen überlappenden Teil des Szintillationskristalls sieht, ein transparentes Lichtleitelement zwischen dem Szintillationskristall und der Fotodetektoranordnung, eine elektrische Schaltung, die an die Fotodetektoren angeschlossen ist, um die zuvor genannten elektrischen Signale von den Fotodetektoren aufzunehmen und zusammengesetzte Bildsignale zu erzeugen, und eine Bildwiedergabeeinrichtung, die die Bildsignale empfängt und Signale für ein einzelnes festgestelltes radioaktives Ereignis als Positionskoordinaten der Einwirkung dieses Ereignisses im Szintillationskristall zeichnet, verwendet. Die Verbesserung besteht dabei darin, daß zwischen den Szintillationskristall und das Lichtleitelement eine laminare, undurchlässige Sperre oder Schutzschicht gesetzt ist, deren Dicke weniger als 6,4 mm (1/4 inch) beträgt.
Mit der Erfindung wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsumsetzers für eine Szintillationskamera unter Verwendung eines hygroskopischen Szintillationskristalls geschaffen, bei dem die Verbesserung darin besteht, daß eine Oberfläche einer transparenten, laminaren, zweiseitigen, undurchlässigen Platte mit einer Dicke von weniger als 6,4 nun mit Hilfe einer thermisch abdichtbaren optischen Kopplungsmasse mit einem Lichtleitelement wesentlich größerer Dicke
- 5 - verbunden
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verbunden wird, daß die Masse zur Schaffung einer optischen Zwischenschicht in der Festkörperphase verdichtet wird und daß danach ein ebener Szintillationskristall in Berührung mit der anderen Oberfläche der transparenten Platte befestigt wird.
Alternativ kann eine andere Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens folgende Schritte umfassen: Aufbringen einer dünnen Beschichtung eines Kunststoffes in flüssiger Form auf eine ebene Oberfläche eines laminaren, transparenten Lichtleitelements, Aushärten dieses Kunststoffes zur Bildung einer feuchtigkeitsundurchlässigen transparenten Schicht, die mit dem Lichtleitelement verbunden ist,.Befestigen eines ebenen Szintillationskristalls mit einer Oberfläche in Berührung mit der transparenten Schicht und Einschließen der übrigen Oberflächen des Szintillationskristalls in einer feuchtigkeitsfesten Abschirmung.
Mit der Erfindung wird ein Fenster für die Kopplung an ein Natriumjodidkristall in einer Szintillationskamera geschaffen, das erheblich weniger Licht vom Szintillationskristall absorbiert, als dies bei üblichen Gammakameras der Fall ist. DieseVerminderung der Absorption ist infolge der reduzierten Fensterdicke möglich.
Gemäß der Erfindung wird der Szintillationskristall einem absoluten Minimum mechanischer Beanspruchung ausgesetzt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Szintillationskristall erst in Berührung mit dem transparenten Fenster geringerer Dicke gebracht wird, nachdem das Fenster optisch mit dem Lichtleitelement oder dem "Lichtrohr" gekoppelt wurde. Darüberhinaus wird der Szintillationskristall vorzugsweise sogar erst angebracht, nachdem die Fotodetektoren in ähnlicher Weise optisch mit dem Lichtleitelement gekoppelt wurden.
Gemäß der Erfindung ist es außerdem möglich, den Bereich von
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- 6 - Materialien
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Materialien, von denen die optische Kopplungsmasse zur Verbindung des Lichtleitelements mit dem Fenster, gegen das danach der Szintillationskristall gesetzt wird, ausgewählt werden kann, zu erweitern. Durch Koppeln des Lichtleitelements mit dem Fenster in Abwesenheit des Szintillationskristalls können unter Hitzeeinwirkung oder katalytisch aushärtende Zusammensetzungen oder Massen als optische Kopplungsmedien benutzt werden, ohne daß eine Hitzebeschädigung des Natriumjodidkristalls berücksichtigt werden müßte. Diese Gefahr hat bisher die Verwendung von unter Hitzeeinwirkung härtenden Kunststoffen oder Silikonkautschuksubstanzen ausgeschlossen, die verglichen mit den herkömmlichen optischen Kopplungsmassen, die für diesen Zweck verwendet wurden, bessere optische Eigenschaften besitzen. Solche unter Hitzeeinwirkung oder katalytisch sich verfestigende Massen haben eine Stabilität längerer Haltbarkeit in der Szintillationskamera, da die Kopplung kein Fluid oder keine Flüssigkeit zu sein braucht und daran gehindert werden kann, aus der Verbindung zwischen dem transparenten Fenster und dem Lichtleitelement auszufließen.
Mit der Erfindung ist es ferner möglich, den vom mit dem Szintillationskristall in Kontakt stehenden Fenster gebildeten Feuchtigkeitsschutz in seiner Dicke auf ein absolutes Minimum zu reduzieren. Ein Feuchtigkeitsschutz bzw. eine Feuchtigkeitssperre ist notwendig, da die Materialien mit den besten optischen Eigenschaften für die Verwendung als Lichtlei telemente auch gegenüber Feuchtigkeit etwa porös sind. Aus diesem Grund wird sich der Natriumjodidkristall infolge des Eindringens von Feuchtigkeit durch das optische Kopplungselement verfärben, sofern nicht ein Feuchtigkeitsschutz benutzt wird. Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann eine dünne Beschichtung aus einem Kunststoff in flüssiger Form direkt auf eine ebene Oberfläche eines laminaren, transparenten Lichtleitelements aufgebracht werden. Der Kunststoff wird ausgehärtet, um eine feuchtigkeitsundurchlässige, transparente
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- 7 - Schicht
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Schicht zu bilden, die mit dem Lichtleitelement verbunden ist. Diese Form des Aufbaus minimalisiert die Fensterdicke, die zum Schutz des Natriumjodidkristalls vor Feuchtigkeit erforderlich ist, und minimalisiert außerdem die Lichtabsorptionsmenge in solche einem Fenster.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Aufriß einer Szintillationskamera,
Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Szintillationskamera-Detektorsystems, das eine Ausführungsform der Erfindung darstellt,
Fig. 3 eine Darstellung des Aufbaus der Ausführungsform von Fig. 2, und
Fig. 4 eine alternative Methode der Herstellung einer Szintillationskamera gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine Szintillationskamera für eine Radioisotopenabbildung gezeigt, die einen Konsolenteil 6o und einen Detektorteil 1o aufweist. Der Detektorteil 1o umfaßt einen Detektorkopf 5o, der in den Armen eines Jochs 72 getragen ist, welches an einer aufrechten Säule 71 befestigt ist. Ein Kollimator 75 ist, wie dargestellt, typischerweise auf der Fläche des Detektorkopfs 5o angebracht.Der Detektorkopf 5o ist mit Hilfe eines KabeIschlauchs 47 mit dem Konsolenteil verbunden. Der Konsolenteil 6o enthält Doppel-Kathodenstrahl-Oszillographen 7o, die Bildwiedergabeeinrichtungen für die Aufnahme elektrischer Bildsignale und das Zeichnen dieser Signale für ein einzelnes festgestelltes radioaktives Ereignis als Positionskoordinaten der gegenseitigen Einwirkung von Ereignis und Szintillationskristall im Detektorkopf 5o darstellen. Die De-
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- 8 - tektorkonsole
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tektorkonsole bzw. der Konsolenteil 60 tunfaßt außerdem eine Steuertafel 11, eine Anzeigetafel 12 und eine Positionsberechnungsschaltung für die Aufnahme elektrischer Signale von den Fotodetektoren im Detektorkopf 5o und zur Erzeugung zusammengesetzter Bildsignale für die übertragung an die Kathodens trahloszillographen 7o.
In Fig. 2 sind in einer Schnittansicht fünf Fotovervielfacherröhren P8, P9, Ρίο, P11 und P12 dargestellt. Diese Fotovervielfacherröhren bilden einen Teil einer hexagonalen Anordnung einer Gesamtzahl von 19 Fotodetektoren, die alle in optischer Verbindung mit überlappenden Teilen eines mit Thallium aktivierten Natriumjodid-Szintillationskristalls 16 stehen. Die Geometrie dieser Anordnung ist im einzelnen in der US-PS 3 72 3 735 dargestellt. Stattdessen kann jedoch irgendeine übliche Fotovervielfachergestaltung verwendet werden. Die Fotodetektoren erzeugen elektrische Signale, die Positionsinformationen bezüglich Szintillationen darstellen, welche im Szintillationskristall 16 als Reaktion auf eirfallende Gammastrahlung auftreten. Eine genauere Beschreibung der Positionsbestimmung ist in den US-PS'en 3 732 419 und 3 723 735 enthalten; eine derartige detaillierte Erläuterung ist für die Zwecke der vorliegenden Erfindung jedoch nicht nötig.
Die Detektorbaugruppe enthält außerdem ein transparentes, laminares,Licht leitendes Element 15, das eine ebene Oberfläche 36 besitzt. Die entgegengesetzte Oberfläche besteht aus einer Vielzahl von Plattformen, von denen jede eine Fotovervielfacherröhre aufnimmt. Eine Anzahl von V-förmigen Einschnitten 19 schließen die Plattformen oder Fotodetektorplattformen ein und tragen dazu bei, die Lichtblitze von Szintillationen in Szintillationskristall 16 in einen Kanal in die der Szintillation nächstgelegene Fotovervielfacherröhre zu bringen. Diese Einschnitte 19 tragen außerdem dazu bei, die Menge des Lichts zu vermindern, das zu weiter entfernten Foto-
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- 9 - Vervielfacherröhren
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Vervielfacherröhren übertragen wird. In Fig. 2 ist zwischen dem Szintillationskristall 16 und dem Lichtleitelement 15 ein Fenster vorgesehen. Dieses Fenster ist in der Form einer zweiseitigen,glasbedeckten Scheibe 17 und bildet eine laminare Feuchtigkeitssperre oder einen Feuchtigkeitsschutz und ist erfindungsgemäß weniger als 6,4 mm dick, vorzugsweise nicht dicker als etwa 3 mm. Eine Schicht 21 aus einer unter Wärmeeinwirkung aushärtenden optischen Kopplungsmasse stellt eine Grenzschicht zwischen der als Feuchtigkeitsschutz dienenden Glasscheibe 17 und dem transparenten Lichtleitelement 15 dar. Diese optische Kopplungsmasse kann aus Silikonkautschuk bestehen, obwohl andere unter Wärmeeinwirkung oder katalytisch aushärtende Substanzen ebenfalls benutzt werden könnten. Herkömmliche optische Kopplungsmassen könnten auch verwendet werden, jedoch wird der größte Vorteil erzielt, wenn die Schicht 21 in einer flüssigen oder gelartigen Form aufgebracht wird und danach aushärtet. Die grundsätzlichen Anforderungen an die optischen Kopplungsmassen, die verwendet werden können, sind, daß sie gegenüber Licht vom Natriumjodidkristall 16 hoch transparent sein müssen, daß sie eine Brechzahl ähnlich derjenigen der Glasscheibe 17 und dem Lichtleiter 15 aufweisen müssen und daß sie eine ungebrochene Kontaktzone zwischen der laminaren,undurchlässigen Platte, d.h. der Glasscheibe 17, und der ebenen Oberfläche 36 des klaren Lichtleitelements 15 herstellen.
Da der Kristall 16 hygroskopisch ist, muß er vollständig innerhalb feuchtigkeitsbeständigen Materialien eingekapselt werden. Zusätzlich zur feuchtigkeitsundurchlässigen, transparenten Glasplatte 17 ist eine Aluminiumabschirmung 2o vorgesehen, die mit Hilfe von Maschineηschrauben 22, welche in einer Vergußmasse 39 eingebettet sind, an einem Stahlrahmen 23 befestigt ist. Der Stahlrahmen 2 3 und die Aluminiumabschirmung 2o schließen die anderen Oberflächen des Szintillationskristalls 16, die nicht mit der Glasscheibe 17 in Berührung
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-lo- stehen
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stehen/ innerhalb einer feuchtigkeitssicheren Abschirmung ein. In ähnlicher Weise bildet die Glasscheibe 17 einen Feuchtigkeitsschutz, so daß der Szintillationskristall 16 vor einer Beschädigung durch Wasser oder Wasserdampf geschützt ist. Der Stahlrahmen 23 wird mit Hilfe federgespannter Bolzen 4o in bezug auf das klare Lichtleitelement 15 an Ort und Stelle gehalten. _
Bei der Herstellung des Teils des Szintillationsdetektors von Fig. 2, gibt es, wie in Fig. 3 dargestellt, eine Abkehr von den herkömmlichen Techniken des Szintxllatxonsdetektoraufbaus. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine unter Wärmeeinwirkung abdichtbare, optische Kopplungsmasse wie Silikonkautschuk als Schicht 21 auf die transparente, laminare, undurchlässige Scheibe 17 aufgebracht. Alternativ könnte die Schicht 21 auf die Oberfläche 36 des Lichtleitelements 15 aufgebracht werden. In jedem Fall wird eine mechanische Kraft eingesetzt, um die Oberfläche 41 der transparenten, laminaren, undurchlässigen Scheibe 17 mit der Oberfläche 36 des Lichtlei telements 15 zu koppeln, wobei die Schicht 21 der optischen Kopplungsmasse dazwischen liegt. Die Anordnung wird Hitze ausgesetzt, um die optische Kopplungsmasse abzudichten und damit die Scheibe 17 mit dem Lichtleitelement 15 durch eine optische Grenzschicht in Festkörperphase zu verbinden. Danach wird ein (nicht gezeigter) ebener Szintillationskristall in Kontakt mit der Oberfläche 42 der transparenten Scheibe 17 und der übrigen Feuchtigkeitsabschirmung, die in der genannten Weise aufgebaut ist, gebracht. Bevor der Szintillationskristall angrenzend an die Scheibe 17 angeordnet wird, werden jedoch vorzugsweise zunächst die Fotodetektoren in optischer Verbindung mit dem Lichtleitelement 15 befestigt. Dies wird dadurch erreicht, daß die lichtempfindlichen Flächen der FotovervielfacherrÖhren mit einer optischen Kopplungsmasse 37 beschichtet werden. Diese optische
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Kopplungsmasse kann üblicher Art sein, um eine große Fehlanpassung der Brechzahlen an der optischen Grenzschicht zu verhindern. Erst nach Beendigung der vorangegangenen Schritte wird der Szintillationskristall angebracht. Auf diese Weise wird der Szintillationskristall keinen schädlichen mechanischen Beanspruchungen und thermischen Einwirkungen ausgesetzt.
Bei einer alternativen Ausfuhrungsform der Erfindung besteht keine Notwendigkeit für eine optische Kopplungsmasse zwischen der Feuchtigkeitsschutzschicht 21' und der ebenen Oberfläche des Lichtleitelements 15. Bei dieser Konstruktion wird, wie in Fig. 4 gezeigt, eine dünne Beschichtung aus einem Kunststoff in flüssiger Form mit Hilfe einer Sprühdüse 34 mit einer Versorgungsleitung 35 aufgebracht. Auf diese Weise wird eine dünne Kunststoffbeschichtung auf die ebene Oberfläche des Lichtleitelements 15 (das gegenüber seiner Lage in Fig. 3 umgedreht ist) gesprüht, um darauf eine Deckschicht 21■ zu bilden. Das beschichtete Lichtleitelement 15 wird danach erhitzt, so daß die Deckschicht 21' aushärtet und eine feuchtigkeitsundurchlässige, transpartente Schicht bildet, die direkt mit dem Lichtleitelement 15 verbunden ist. Polyvinylbutral und Polystyren sind beispielsweise zufriedenstellende Materialien für die Verwendung zur Erzeugung der Deckschicht 21'. Es sollte jedoch bedacht werden, daß stattdessen andere transparente, wasserundurchlässige Substanzen eingesetzt werden könnten. Obwohl es nicht absolut notwendig ist, die Schicht 21' zu verfestigen, hilft die Verfestigung bei der Aufrechterhaltung einer gleichförmigen transparenten Schicht auf der ebenen Oberfläche des Lichtleitelements 15.
Nachdem die Schicht 21* erzeugt wurde, wird ein ebener Szintillationskristall (nicht gezeigt) in Berührung mit der transparenten Schicht 21' gebracht. Die anderen Oberflächen des Szintillationskristalls, die nicht in Berührung mit der
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- 12 - Schicht
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Schicht 21' stehen, werden in der bereits beschriebenen Weise von einer feuchtigkeitssicheren Abschirmung eingeschlossen.
Die vorangegangenen Darstellungen des Szintillationskameradetektoraufbaus und seines Zusammenbaus sind nicht als Einschränkung zu betrachten, da verschiedene Alternativen und Abwandlungen offenbar sind und in den Rahmen der Erfindung fallen. Während beispielsweise die Erläuterung des Szintillationskristalls, der bei der Erfindung verwendet wird, auf einen aus mit Thallium aktiviertem Natriumjodid bestehenden Kristall beschränkt war, da dieses das ausgewählte Material bei Szintillationskameras darstellt, lassen sich die Vorteile der vorliegenden Erfindung auch in einer Szintillationskamera erzielen, die irgendeinen hygroskopischen Szintillationskristall verwendet.
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- 13 - Patentansprüche

Claims (1)

  1. SR17P-1478
    2635370 /ft
    Patentansprüche
    β 1.!szintillationskamera für Radioisotopenabbildung mit einem laminaren Szintillationskristall, mit einer Anordnung von Fotodetektoren in optischer Verbindung mit dem Szintillationskristall zur Erzeugung elektrischer Signale, die Poi
    sitionsinformationen bezüglich Szintillationen liefern, die in dem Szintillationskristall als Reaktion auf einfallende Gammastrahlung auftreten, wobei jeder Fotodetektor einen überlappenden Teil des Szintillationskristalls sieht, mit einem transparenten Lichtleitelement zwischen dem Szintillationskristall und der Fotodetektoranordnung, mit einer elektrischen Schaltung, die an die Fotodetektoren angeschlossen ist, um die genannten elektrischen Signale von den Fotodetektoren zu empfangen und zusammengesetzte Bildsignale zu erzeugen, und mit einer Bildwiedergabeeinrichtung, die die Bildsignale empfängt und Signale für ein einzelnes festgestelltes radioaktives Ereignis als Positionskoordinaten einer gegenseitigen Einwirkung des Ereignisses mit dem erwähnten Szintillationskristall zeichnet, gekennzeichnet durch eine laminare, feuchtigkeitsundurchlässige Sperre (17, 21, 21'), zwischen dem Szintillationskristall (16) und dem Lichtleitelement (15), deren Dicke weniger als 6,4 mm beträgt.
    " 2. Szintillationskamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die laminare, feuchtigkeitsundurchlässige Sperre aus einer Glasplatte (17) besteht.
    3. Szintillationskamera nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Schicht (21) aus einer wärmehärtenden, optischen Kopplungsmasse, die eine Grenzschicht
    - 14 - zwischen
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    zwischen der Glasplatte (17) und dem transparenten Lichtlei telement (15) bildet.
    4. Szintillationskamera nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die optische Kopplungsmasse aus Silikonkautschuk besteht.
    5. Szintillationskamera nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die laminare, feuchtigkeitsundurchlässige Sperre aus einer mit dem Lichtleitelement (15) verbundenen Kunststoffschicht (21') besteht.
    6. Szintillationskamera nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschicht aus Polyvinylbutral besteht.
    7. Szintillationskamera nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polystyren ist.
    8. Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsumsetzers für eine Szintillationskamera mit einem hygroskopischen Szintillationskristall, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) Verbinden einer Oberfläche einer transparenten, laminaren, zweiseitigen, feuchtigkeitsundurchlässigen Platte (17) mit einer Dicke von weniger als 6,4 mm mit einem Lichtleitelement (15) wesentlich größerer Dicke mit Hilfe einer thermisch abdichtbaren optischen Kopplungsmasse (21),
    b) Abdichten der Masse zur Schaffung einer optischen Grenzschicht in fester Phase und danach
    c) Befestigen eines ebenen Szintillationskristalls (16)
    - 15 - in
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    in Berührung mit der anderen Oberfläche (42) der transparenten Platte.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle erforderlichen Fotodetektoren (P8 bis P12) in optischer Verbindung mit dem Lichtleitelement (15) verbunden werden, bevor der ebene Szintillationskristall (16) an der transparenten Platte (17) befestigt wird.
    10. Verfahren zur Herstellung einer Szintillationsdetektoranordnung für eine Gammastrahlen-Szintillationskamera, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schicht (21') mit einer Dicke von weniger als 6,4 mm aus einem feuchtigkeitsundurchlässigen Material mit einem Lichtleiter, der in Kontakt mit einer Anordnung von Fotodetektoren (P8 bis P12) zu bringen ist, gekoppelt wird und daß danach eine Oberfläche eines Kristalls aus mit Thallium aktiviertem Natriumjodid an der Schicht befestigt wird, während die übrigen Oberflächen des Natriumjodidkristalls innerhalb einer feuchtigkeitssicheren Abschirmung eingeschlossen werden.
    11. Verfahren zur Herstellung eines Strahlungsumsetzers für eine Szintillationskamera mit einem hygroskopischen Szintillationskristall, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    a) Aufbringen einer dünnen Beschichtung (21") aus einem Kunststoff in flüssiger Form mit einer Dicke von weniger als 6,4 mm auf eine ebene Oberfläche eines lami- ' naren, transparenten Lichtleitelements (15),
    b) Aushärten des Kunststoffs zur Bildung einer feuchtigkeitsundurchlässigen, transparenten Schicht, die mit
    7 ü ü 8 0 8 / 0 8 5 2
    - 16 - dem
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    dem Lichtleitelement verbunden ist,
    c) Befestigen eines ebenen Szintillationskristalls (16) mit einer Oberfläche in Berührung mit der transparenten
    Schicht und
    d) Einschließen der übrigen Oberflächen des Szintillationskristalls in einer feuchtigkeitssicheren Abschirmung.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polyvinylbutral ist.
    13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff Polystyren ist.
    - 17 -
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DE19762635870 1975-08-11 1976-08-10 Detektorkonstruktion fuer eine szintillationskamera Withdrawn DE2635870A1 (de)

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