X射线探测器和X射线成像装置制造方法及图纸

提供了一种X射线探测器(100)和具有这样的X射线探测器(100)的X射线成像装置(500)。所述X射线探测器(100)包括：至少三个闪烁体层(102a‑e)，其用于将X射线辐射转换为闪烁体光(110)；以及至少两个传感器阵列(104a、104b)，每个传感器阵列包括被布置在可弯曲基板(106a、106b)上的多个光敏像素(108a、108b)，其用于接收由所述闪烁体层(102a‑e)中的至少一个闪烁体层发射的闪烁体光(110)。其中，所述闪烁体层(102a‑e)的数量大于所述传感器阵列(104a、104b)的数量。所述至少三个闪烁体层(102a‑e)和所述至少两个传感器阵列(104a、104b)被布置在彼此的顶部上；其中，所述传感器阵列(104b)中的至少一个传感器阵列被布置在所述闪烁体层(102a‑e)中的至少两个闪烁体层之间，使得所述至少两个闪烁体层(102a‑e)在所述至少一个传感器阵列(104b)的两个相对侧(103a、103b)被光学地耦合到所述至少一个传感器阵列(104b)。此外，所述至少一个传感器阵列(104b)被配置为接收由所述至少两个闪烁体层(102a‑e)发射的光。

X-ray detector and X-ray imaging device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】X射线探测器和X射线成像装置
本专利技术总体涉及辐射探测器的领域。更具体地，本专利技术涉及X射线探测器、包括这样的X射线探测器的X射线成像装置以及用于操作具有这样的X射线探测器的X射线成像装置的方法。
技术介绍
谱X射线成像已经成为越来越重要的领域，因为可以从在X射线辐射的不同能量和/或不同能量范围下采集的若干幅X射线图像中获得额外信息。对于谱X射线成像，已经开发了各种类型的X射线探测器。这样的X射线探测器的一个示例是所谓的双层探测器，也称为夹层探测器，其中，例如具有闪烁体的两个光电探测器被布置在彼此的顶部上。通常，X射线硬化滤波器被布置在两个光电探测器之间。借助于X射线硬化滤波器，可以增加由两个光电探测器探测到的X射线之间的能量分离，由此增加被辐射物体的不同材料的衰减差异。然而，X射线硬化滤波器还可以吸收一部分进入的X射线，特别是低能量X射线，从而可能不利地影响X射线探测器的剂量效率。
技术实现思路
本专利技术的目的可以提供一种具有改善的探测效率的经改进的X射线探测器。该目的是通过独立权利要求的主题来实现的，其中，在从属权利要求和下文的描述中包含了另外的实施例。根据本专利技术的第一方面，提供了一种X射线探测器。所述X射线探测器包括至少三个闪烁体层，所述至少三个闪烁体层用于将X射线辐射转换为闪烁体光，诸如可见光。所述X射线探测器还包括至少两个传感器阵列，其中，所述至少两个传感器阵列中的每个传感器阵列包括多个光敏像素，所述光敏像素用于接收由所述闪烁体层中的至少一个闪烁体层发射的闪烁体光。其中，所述闪烁体层的数量大于所述传感器阵列的数量。所述至少三个闪烁体层和所述至少两个传感器阵列被布置和/或堆叠在彼此的顶部上。此外，所述传感器阵列中的至少一个传感器阵列被布置在所述闪烁体层中的至少两个闪烁体层之间，使得所述至少两个闪烁体层在所述至少一个传感器阵列的两个相对侧处被光学地耦合到所述至少一个传感器阵列上。此外，所述至少一个传感器阵列被配置和/或布置为接收由所述至少两个闪烁体层发射的光。根据第一方面的示例，所述传感器阵列中的每个传感器阵列的光敏像素被布置在可弯折和/或柔性基板上。特别地，所述传感器阵列中的每个传感器阵列可以被布置在单独的可弯折和/或柔性基板上。然而，所述传感器阵列备选地可以被布置在公共基板上。将传感器阵列和/或所述传感器阵列中的每个传感器阵列的光敏像素布置在可弯折基板上可以特别地允许提供可弯折的、柔性的和/或弯曲的X射线探测器。因此，所述X射线探测器和/或所述闪烁体层中的每个闪烁体层可以是可弯折的和/或柔性的。举例来说，所述可弯折基板可以是可弯折的和/或柔性基板箔。这里和下文中的术语“可弯折的”和/或“柔性的”可以表示基板可以被折叠和/或卷绕至少105次而没有任何劣化、无劣化和/或无磨损。同样地，所述X射线探测器可以被折叠和/或卷绕至少105次而无劣化、没有任何劣化和/或无磨损。根据本专利技术的第二方面，提供了一种具有这样的X射线探测器的X射线成像装置。根据本专利技术的第三方面，提供了一种用于操作具有根据第一方面的X射线探测器的X射线成像装置的方法。应当注意，如上文和下文所描述的X射线探测器的特征、元件、特性和/或功能可以是X射线成像装置的特征、元件、特性和/或功能以及方法的特征、元件、特性和/或步骤。反之亦然，X射线成像装置的特征、元件、特性和/或功能以及如上文和下文所描述的方法的特征、元件、特性和/或步骤可以是X射线探测器的特征、元件、特性和/或步骤。换言之，关于本专利技术的一个方面描述的所有特征、功能、特性、步骤和/或元件也可以指代本专利技术的任何其他方面。这里和下文中，术语“光敏像素”可以指代被配置用于探测由所述闪烁体层中的至少一个闪烁体层发射的电磁辐射的探测元件。因此，术语“闪烁体光”可以指代由所述闪烁体层中的至少一个闪烁体层发射的电磁辐射。光敏像素可以以相应的传感器阵列中的任意图案来布置。所述多个闪烁体层中的每个闪烁体层可以包括任何闪烁材料，诸如，例如CsI、GOS(氧化钆)、石榴石(例如，LGGAG，叶黄素钆镓铝石榴石)和/或NaI，所述闪烁体材料能够被光子和/或带电粒子激发并且通过发射闪烁体光而去激发。此外，所述闪烁体材料可以是柱状生长的闪烁体材料和/或非柱状生长的闪烁体材料。所述X射线探测器的闪烁体层可以包括相同的闪烁体材料，或者所述多个闪烁体层的至少一部分可以包括不同的闪烁体材料。此外，术语“光学地耦合”可以指代光学地连接和/或直接耦合，使得由至少一个闪烁体发射的闪烁体光可以被传输到和/或撞击到至少一个传感器阵列上和/或其光敏像素的至少一部分上以便被探测到。因此，光学地耦合可以表示闪烁体光可以到达相应的传感器阵列而没有显著的吸收。改述本专利技术的第一方面，所述X射线探测器包括多个闪烁体层和多个传感器阵列。所述闪烁体层和所述传感器阵列沿着X射线探测器的堆叠方向被堆叠在彼此的顶部上。因此，所述X射线探测器可以包括闪烁体层和传感器阵列的夹层结构，其中，所述X射线探测器可以指代双层X射线探测器和/或夹层探测器。此外，所述传感器阵列中的至少一个传感器阵列被布置在所述闪烁体层中的至少两个闪烁体层之间，使得所述至少两个闪烁体层沿着堆叠方向通过所述至少一个传感器阵列分开。因此，所述至少两个闪烁体层可以被布置在所述至少一个传感器阵列的两个相对侧上和/或可以与其接触，其中，所述传感器阵列的两个相对侧可以相对于堆叠方向彼此相对。所述传感器阵列的两个相对侧可以指代所述传感器阵列的相对表面。此外，所述至少一个传感器阵列可以被布置和/或配置为接收和/或收集由被布置在传感器阵列的两个相对侧上的所述至少两个闪烁体层发射的闪烁体光。本专利技术可以被认为基于以下发现。使用双层X射线探测器进行双能X射线成像可以表示在X射线探测器中测量到的X射线衰减可以由被布置在彼此的顶部上的至少两个传感器阵列来探测。因此，撞击到X射线探测器上的X射线辐射可以分布在包含于X射线探测器中的闪烁体层之中。举例来说，靠近X射线源布置的第一闪烁体层可以被配置用于将X射线辐射的低能量部分转换成闪烁体光，并且被布置得比所述第一闪烁体层更远离X射线的第二闪烁体层可以被配置用于将X射线辐射的高能量部分转换为闪烁体光。在常规的X射线探测器中，第一传感器阵列可以被布置在两个闪烁体层之间，并且第二传感器阵列可以被布置在第二闪烁体层的下方。这样，可以利用第一传感器阵列来采集低能量X射线图像，第一传感器阵列可以被布置得比第二传感器阵列更靠近X射线源，并且可以利用第二传感器阵列来采集高能量X射线图像。为了增加两个传感器阵列之间的能量分离，第二闪烁体层通常相当厚，特别是比第一闪烁体层更厚，以便尽可能多地吸收高能量X射线量子。然而，较厚的闪烁体层可能使X射线探测器和/或相应的闪烁体层的调制传递函数(MTF)劣化，例如，由于闪烁体光在相应的闪烁体层内的散射和/或散布。此外，常规的X射线探测器可以具有第一X射线图像和第二X射线图像的低探测量子效率(DQE)，其中，第一X射线图像和/或第二X射线图像可以指代低能量X射线图像或高能量X射线图像。与常规的X射线探测器相比，在根据本专利技术的X射线探测器中，所述传感器阵列中的至少一个传感器阵列被配置为接收和/或收集由被布置在相应的传感器阵列的两个相对侧上的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X射线探测器(100)，包括：至少三个闪烁体层(102a‑e)，其用于将X射线辐射转换为闪烁体光(110)；以及至少两个传感器阵列(104a、104b)，每个传感器阵列包括多个光敏像素(108a、108b)，所述光敏像素用于接收由所述闪烁体层(102a‑e)中的至少一个闪烁体层发射的闪烁体光(110)；其中，所述传感器阵列(104a、104b)中的每个传感器阵列的所述光敏像素(108a、108b)被布置在可弯曲的基板(106a、106b)上；其中，所述闪烁体层(102a‑e)的数量大于所述传感器阵列(104a、104b)的数量；其中，所述至少三个闪烁体层(102a‑e)和所述至少两个传感器阵列(104a、104b)被布置在彼此的顶部上；其中，所述传感器阵列(104b)中的至少一个传感器阵列被布置在所述闪烁体层(102a‑e)中的至少两个闪烁体层之间，使得所述至少两个闪烁体层(102a‑e)在所述至少一个传感器阵列(104b)的两个相对侧(103a、103b)处被光学地耦合到所述至少一个传感器阵列(104b)；并且其中，所述至少一个传感器阵列(104b)被配置为接收由所述至少两个闪烁体层(102a‑e)发射的光。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.02 EP 17150028.31.一种X射线探测器(100)，包括：至少三个闪烁体层(102a-e)，其用于将X射线辐射转换为闪烁体光(110)；以及至少两个传感器阵列(104a、104b)，每个传感器阵列包括多个光敏像素(108a、108b)，所述光敏像素用于接收由所述闪烁体层(102a-e)中的至少一个闪烁体层发射的闪烁体光(110)；其中，所述传感器阵列(104a、104b)中的每个传感器阵列的所述光敏像素(108a、108b)被布置在可弯曲的基板(106a、106b)上；其中，所述闪烁体层(102a-e)的数量大于所述传感器阵列(104a、104b)的数量；其中，所述至少三个闪烁体层(102a-e)和所述至少两个传感器阵列(104a、104b)被布置在彼此的顶部上；其中，所述传感器阵列(104b)中的至少一个传感器阵列被布置在所述闪烁体层(102a-e)中的至少两个闪烁体层之间，使得所述至少两个闪烁体层(102a-e)在所述至少一个传感器阵列(104b)的两个相对侧(103a、103b)处被光学地耦合到所述至少一个传感器阵列(104b)；并且其中，所述至少一个传感器阵列(104b)被配置为接收由所述至少两个闪烁体层(102a-e)发射的光。2.根据权利要求1所述的X射线探测器(100)，其中，所述至少两个传感器阵列(104a、104b)中的每个传感器阵列被布置在所述闪烁体层(102a-e)中的至少两个闪烁体层之间；并且/或者其中，所述传感器阵列(104a、104b)中的每个传感器阵列被配置为接收由所述闪烁体层(102a-e)中的被布置在相应的传感器阵列(104a、104b)的两个相对侧(103a、103b)上的至少两个闪烁体层发射的光。3.根据权利要求1或2中的任一项所述的X射线探测器(100)，还包括：至少一个可切换光学滤波器(116、116a-c)；其中，所述至少一个可切换光学滤波器(116、116a-c)能在第一状态与第二状态之间切换，其中，在所述第一状态中，所述可切换光学滤波器(116、116a-c)对于闪烁体光(110)是透明的，而在所述第二状态中，所述可切换光学滤波器(116、116a-c)阻挡闪烁体光(110)。4.根据权利要求3所述的X射线探测器(100)，其中，所述可切换光学滤波器(116、116a-c)是电致变色光学滤波器。5.根据权利要求3或4中的任一项所述的X射线探测器(100)，其中，所述至少一个可切换光学滤波器(116、116a-c)被布置在所述至少两个传感器阵列(104a、104b)之间。6.根据权利要求3至5中的任一项所述的X射线探测器(100)，其中，所述X射线探测器(100)包括被布置在所述至少两个传感器阵列(104a、104b)之间的至少一个中心闪烁体层(102b)；并且其中，所述至少一个可切换光学滤波器(116、116a-c)被布置在所述传感器阵列(104a、104b)中的至少一个传感器阵列与所述至少一个中心闪烁体(102b)之间。7.根据权利要求3至6中的任一项所述的X射线探测器(100)，其中，所述X射线探测器(100)包括被布置在所述X射线探测器(100)的第一外侧(112)上的第一外部闪烁体层(102a)；其中，所述X射线探测器(100)包括被布置在所述X射线探测器(100)的与所述第一外侧(112)相对的第二外侧(114)上的第二外部闪烁体层(102c)；其中，所述X射线探测器(100)包括被布置在所述至少两个传感器阵列(104a、104b)之间的至少一个中心闪烁体层(102b)；并且其中，至少一个可切换光学滤波器(116a、116b)被布置在所述至少两个传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·施泰因豪泽，O·J·维默斯，P·L·阿尔温，M·西蒙，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL