正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体

国家标准 GB/T39867一2021 正电子发射断层扫描仪用错酸钮闪烁晶体 Bismuthgermanateseintilationcrystalforpositronemissiontomography 2021-03-09发布 2021-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花管理委员会国家标准
GB/39867一2021 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由建筑材料联合会提出 本标准由全国人工晶体标准化技术委员会(SAC/TC461)归口 本标准起草单位:科学院上海硅酸盐研究所、云南驰宏国际错业有限公司、广东先导稀材股份 有限公司、上海硅酸盐研究所中试基地、昆山金城试剂有限公司、明峰医疗系统股份有限公司,东软医疗 系统股份有限公司 本标准主要起草人:袁兰英、宋桂兰、陈俊锋、倪海洪、齐雪君、赵鹏、刘光煜、杜勇、李文朋、陆裕贵、 孙世允、陈雷、李翔、宋晓健、辛丽丽、王东、崔丁方、,朱刘、张若飞、钱华、梁国栋
GB/39867一2021 正电子发射断层扫描仪用储酸闪烁晶体 范围 本标准规定了正电子发射断层扫描仪用错酸泌闪烁晶体材料的产品编号、技术要求、检测方法、检 验规则、标识,包装,运输和储存 本标准适用于正电子发射断层扫描仪用错酸泌(Bi.Ge,o.)闪烁晶体材料 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T13181一2002闪烁体性能测量方法 GB/T131822007碘化钠(钝)闪烁体和碘化钠(钝)闪烁探测器 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 全能峰totalenergypeak 在X或丫辐射测量中,相当于光子在探测物质中能量全部被吸收时的能谱响应曲线的峰 注改写GB/T12564一2008的定义3.1.20. 3.2 脉冲幅度pulseaplitude 用一定强度的光脉冲重复照射光阴极时,阳极输出脉冲的平均幅度，一般以幅度分布曲线峰值对应 的脉冲幅度表示 对输人信号为单能的X或丫辐射,为全能峰峰值对应的脉冲幅度 [GB/T12564一2008,定义3.3.1] 3.3 光学透过率lihttrasmittanee 透过晶体的光通量与其人射晶体光通量的百分比 3.4 相对光输出 relativelightotput 相同测量条件下,被测闪烁体输出的脉冲幅度与闪烁体参比样品输出的脉冲幅度的比值 3.5 能量分辨率eneryresolutionm 对于某一给定的能量,能分辨的两个粒子能量之间的最小相对差值的量度 注1:在一般应用中,能量分辨率用谱仪测得的单能粒子能量分布曲线的峰的半高宽与峰位所对应的能量之比,当 能量用脉冲幅度表示时,其比值为脉冲幅度分辨率 注2:改写GB/T13182一2007的定义3.1.16 3.6 辐照损伤 radiatiodamage 闪烁晶体被电离辐射(X或丫射线)辐照前后光输出的下降程度
GB/T39867一202 产品编号 由错酸泌晶体(BGO),设备编号、制备年份、制备炉次及序号组成,见图1 BGO口口口-口口口口-口口 -序号 制备炉次 -制备年份 设备编号 储酸泌晶体(BGO 图1错酸钞闪烁晶体的产品编号 示例:BGOC05-1803-08表示采用编号为C05的设备于2018年制备的第03炉次中序号为08的BGO晶体 技术要求 5 5.1外观质量 晶体无色透明;无肉眼可见裂纹、,晶界和散射颗粒 5.2光学透过率 样品的光学透过率应大于75%(480nm处) 5.3光学透过率不均匀性 晶体的光学透过率不均匀性应小于3%(480nm处) 5.4相对光输出 样品的相对光输出应大于85%辐射源为1C、源) 5.5能量分辨率 样品的能量分辨率应小于10.5%辐射源为rC、源) 5.6辐照损伤 样品的辐照损伤应小于10%(辐射源为'rC、源). 5.7光输出不均匀性 晶体的光输出不均匀性应小于5%辐射源为uC、源). 6 检验方法 6.1外观质量 采用目测法对晶体的颜色、裂纹和晶界等外观质量进行检验;在功率为50mw波长为532nm的
GB/39867一2021 激光照射下目测检查晶体内部的散射颗粒 6.2光学透过率 按照附录A的规定进行检测 6.3光学透过率不均匀性 按照附录A的规定进行检测 6.4相对光输出 按照GB/T13181一2002中5.1的规定进行测量 其中的标准样品采用相同规格的BGO闪烁晶 体作为参比样品,制作方法按照附录B中的错酸泌闪烁晶体参比样品规定的方法进行 6.5能量分辨率 按照GB/T1318I一2002中第7章的方法检测 6.6辐照损伤 按照附录c的规定进行检测 6.7 光输出不均匀性 按照附录D的规定进行检测 检验规则 7.1检验分类 本标准规定的检验分类如下 型式检验 a 出厂检验 b) 7.2型式检验 7.2.1检验时机 凡有下列情况之一时,应进行型式检验: 新产品或老产品转厂生产的鉴定 a b 原料,工艺、,设备和产品结构有重大变动,可能导致产品性能变化时; 单炉停产12个月以上恢复生产时 c d 批量生产时,每隔24个月进行一次 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时 e 使用方和供应方协商确定有必要时 7.2.2抽样 在外观质量检验合格的产品中,每台晶体生长炉随机抽取1根,按照附录B的B.1参比样品的相同 规格加工成检测样品,避光存放
GB/T39867一202 7.2.3检验项目 型式检验和出厂检验的项目及顺序按表1规定 表1检验项目 序号 组别 检验项目 型式检验 出厂检验 要求的章条号 检验方法的章条号 外观质量 6. 5,1 光学透过率 5.2 6.2 光学透过率不均匀性 5.3 6.3 相对光输出 5.4 6.4 能量分辨率 5.5 6.5 5.6 辐照损伤 6.6 5.7 6. 光输出不均匀性 注;“ "表示必检项目,“o”表示根据需要可选择检验的项目,“”表示不检验项目 合格判定 7.2.4 一项或一项以上不合格,则型式检 若检测样品通过表1的型式检验项目,则型式检验合格;若其中 验不合格 7.3出厂检验 7.3.1检验项目分组 出厂检验分A组和B组两组,详见表1 7.3.2A组检验 A组检验项目一律全检,符合5.1的要求,不合格品剔除 7.3.3B组检验 7.3.3.1 抽检要求 B组检验是在A组检验的基础上实施抽检或者根据客户的要求进行抽检 7.3.3.2组批 在外观质量检验合格的晶体中,同一时段,采用同一原料来源、同一生产线、相同工艺连续生产的晶 体,以100根晶体为一批,不足100根时仍可作为一批 7.3.3.3抽样 从每批晶体中,随机抽取1根,按照B.1参比样品的相同规格加工成检测样品,避光存放 7.3.3.4合格判定 检测样品的性能指标应符合表1的规定,若有一项指标不合格,则应进行加倍抽样;若仍有一项或 -项以上指标未符合规定要求,则判定该批产品不合格
GB/39867一2021 标识,包装、运输和储存 8.1标识 在产品上应该有明确标识,合格的产品应有铭牌标识 8.2包装 包装应采用不损伤产品的包装方式,表面应无破损,包装结构牢固无变形;并有防震、防碎、防潮措 施 发货运输时,应有外包装箱 有特殊包装要求的,应按使用方和供应方之间的协议规定 8.3运输 产品在运输过程中应小心轻放,禁止挤压和碰撞 8.4储存 产品应储存在避光、常温、干燥的房间内
GB/T39867一2021 附 录 A 规范性附录) 光学透过率、光学透过率不均匀性的检测方法 检测原理 A.1 根据物质在特定波长处或一定波长范围吸收光谱的特性及朗伯-比尔定律光的吸收度,对物质进行 定性或定量分析 透过率是透过晶体的光通量与其人射晶体光通量的百分比,用T来表示 光学透过率不均匀性是沿晶体的某个方向,不同位置处的光学透过率的差异,用TNU来表示,表 达式如式(A.l)所示: T T x 上min TNU一 ×100% (A.1 T ae 式中 在相同测量条件下的同次测量中,同一晶体上所有取样位置处的光学透过率最大值 Tm 在相同测量条件下的同次测量中,同一晶体上所有取样位置处的光学透过率最小值; T minm T 在相同测量条件下的同次测量中,同一晶体上所有取样位置处的光学透过率算术平均值 A.2检测设备 紫外分光光度计(200nm~ ！ 00nm) A.3检测条件 测试室应具有适当的避光条件,室内温度为25士5 A.4样品准备 A.4.1光学透过率 按照B.1参比样品的相同规格加工检测样品 A.4.2光学透过率不均匀性 检测样品准备主要步骤如下 在外观质量检验合格的产品上,晶体的两端和中间截取大于40mm×40mm×30mm的晶 a 块,依次编号(例如;S,S.,S,S)),样品数量不少于3只 按B.1中参比样品的要求加工成检测样品,待测 b A.5检测步骤 主要步骤如下 接通电源,打开仪器开关,预热10min a
GB/39867一2021 b 将测量模式设为测定光学透过率,且根据需要设定波长测量范围; c 调整光路以确保光全部进人积分球内 d 自动调零后,在设定的波长范围内进行扫描; 用分析纯乙醇和无纺布将加工好的样品表面擦拭干净 e fD mm×40mm 打开样品室,放人待测样品,以其40 面垂直对准光路,关闭样品室后开始测量; 读取测得的样品的光学透过率T; 8 h)更换下一个样品,重复A.5f)、g)中的方法,检测并记录所有样品480nm处的光学透过率T 记为T A.6参数计算 计算过程如下 从T,T,TT,中找到最大值Tm; a b)从T,T,T T,中找到最小值Tmm; 按照式(A.2)计算T,的算术平均值T c Ine; d将最大值丁,最小值丁和算术平均值丁带人到式(A.1)中,计算其光学透过率不均匀 性TNU T A.2 式中: 第，个检测样品在480mm处的光学透过率" T， 检测样品的数量
GB/T39867一2021 附 录 B 规范性附录) 错酸锄闪烁晶体参比样品 B.1参比样品的制作 从批量错酸泌闪烁品体中,挑选出外观质量合格的晶体,并按以下步骤制作加工参比样品: 在外观质量检验合格的产品上截取大于40nmm×40nmm×30mm的晶块; a b) 将晶块置于烘箱中退火(2h从室温升至200C士5C,保温4h后自然降至室温); 取出后,将每只晶块的两个40mm×40mm的面抛光,其余面磨砂,抛光面的粗糙度Ra< c 0.05m,加工成40mm×40mm×30mm的样品,尺寸公差为士0.04mm; d 退火后的样品应避光加工和存放,避免紫外光和其他高能粒子的照射 B.2参比样品的选择 参比样品应满足表B.1中的性能指标 表B.1绪酸镁闪烁晶体参比样品的性能指标 性能指标 项 内部质量 无晶界和散射颗粒 表面质量 无色,无肉眼可见划痕.崩口,裂纹 外观 样品尺寸 n×40mm×30mm ,尺寸公差为虫 40mm× E0.04mm 表面加工 两个40mm×40mm面抛光,其他面磨砂 抛光面粗糙度 Ra<0.05Am 发光峰位 480nm士3nm 480nmm波长处应大于75%(光程为30mm) 光学透过率 闪烁性能 光输出 9942ph./MeV士129ph./MeV 能量分辨率 应小于10%(辐射源为c、源
GB/39867一2021 录 附 C 规范性附录 辐照损伤的检测方法 检测原理 C.1 品体在长期接受大剂量射线(X或7射线等)辐射后会产生辐照损伤,导致品体的透过率和光输出 降低 本标准中,辐照损伤RD采用辐照前后光输出的下降程度来表征,表达式如式(C.1)所示 RD (C.1 ×100% 式中 辐照前,检测样品的脉冲幅度,单位为道(ehannel); P 辐照后,在相同的测量条件下,检测样品的脉冲幅度,单位道(channel c.2检测设备 见GB/T131822007中6.1中的规定 c.3检测环境 室内温度为19C士1C,其他参照GB/T13181一2002中的4.1的要求 C.4检测步骤 主要步骤如下: 辐照前,按照GB/T13181一2002中第5章的规定检测样品的脉冲幅度尸 a b 将检测样品经500rad"CoY射线源的剂量照射,辐照后避光保存12h以上; 在相同的检测条件下,以相同的方法检测辐照后样品的脉冲幅度P C.5参数计算 将相同的检测条件下测得的辐照前后样品的脉冲幅度尸、P 带人到式(C.1)中,计算其辐照损伤RD.
GB/T39867一202 附 录 D 规范性附录) 光输出不均匀性的检测方法 检测原理 D.1 光输出不均匀性是沿晶体的某个方向,不同位置处光输出的差异,用LNU来表示,表达式如式(D1 所示: 尸 Pmax一 LUU (D.1 ×100% 式中 在相同测量条件下的同次测量中,同一晶体上所有取样位置处的脉冲幅度最大值,单位为 P maX 道(channel); 在相同测量条件下的同次测量中,同一晶体上所有取样位置处的脉冲幅度最小值,单位为 Pmin 道(channel); 在相同测量条件下的同次测量中,同一晶体上所有取样位置处的脉冲幅度算术平均值,单 P 位为道(channel D.2检测设备 见GB/T13182一2007中6.1中的规定 D.3检测环境 室内温度为19C士1C,其他参照GB/T13181一2002中的4.1的要求 D4检测步骤 主要步骤如下 aa 按照B.1中的规定加工检测样品; b)按照GB/T131822007中6.4.1中的规定进行检测 c 记录检测样品的脉冲幅度P; d)更换下一个样品,重复b),c)中的方法,检测并记录所有样品的脉冲幅度P,记为P D.5参数计算 参数计算过程如下 a) 从P,P,P,P中找到最大值P; b)从P,P,P,P中找到最小值尸 min; 按照式(D.2)计算P的算术平均值P c 将最大值P,最小值尸和算术平均值P带人到式(D.1)中,计算其光学输出不均匀 d 10
GB/39867一2021 性LNU D.2 P= 式中: P -第;个检测样品脉冲幅度,单位为道(channel) 检测样品的数量
GB/T39867一2021 参 考 文 献 [1]GB/T12564一2008光电倍增管总规范

正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体GB/T39867-2021

1. 引言

正电子发射断层扫描（Positron Emission Tomography，PET）是一种基于放射性同位素的核医学成像技术，广泛应用于临床诊断、药物研发等领域。锗酸铋（BGO）闪烁晶体作为PET探测器的重要材料，其性能优越，逐渐成为主流材料之一。

2. GB/T39867-2021标准简介

GB/T39867-2021《正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体》标准，于2021年8月由中国国家标准化管理委员会发布，旨在规范锗酸铋闪烁晶体的技术要求、试验方法、标志、包装、运输及贮存等方面的内容，保证其在PET探测器中的应用质量。

3. 锗酸铋闪烁晶体的优势

BGO闪烁晶体具有以下优点：

• 高密度：BGO的密度为7.13g/cm³，比常用的LYSO（5.1g/cm³）和LFS（6.8g/cm³）都要大。
• 快速响应：BGO的光输出响应时间可以达到300纳秒以下，远远快于LYSO和LFS等材料。
• 能量分辨率高：BGO的能量分辨率通常在15%以下，这是由于其本身的高密度和Z值所导致的。
• 尺寸大：BGO闪烁晶体可以生产出较大尺寸的晶体，这对于PET探测器的制造非常有利。

4. GB/T39867-2021标准的主要内容

GB/T39867-2021标准主要涉及以下内容：

• 术语和定义
• 技术要求：包括晶体尺寸、透光率、射线输出和能量分辨率等指标
• 试验方法：包括晶体外观检查、尺寸测量、透光率测量、放射性测量以及能量分辨率测量等
• 标志、包装、运输和贮存

5. 结论

GB/T39867-2021标准的发布，将规范锗酸铋闪烁晶体的生产和使用，促进了PET探测器技术的发展。作为PET探测器中重要的材料，BGO闪烁晶体具有优异的性能和应用前景，未来还有待进一步的研究和开发。

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