在外围部分的具有低剂量效率的X射线探测器制造技术

本发明专利技术提供一种X射线探测器，它包括多个相邻的探测器模块，其被布置在具有中央部分和外围部分的构造中。X射线探测器被配置为在中央部分中具有较高的剂量效率，并且在外围部分中具有较低的剂量效率。

X-ray Detector with Low Dose Efficiency in Peripheral Part

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在外围部分的具有低剂量效率的X射线探测器
本专利技术所提出的技术总体上涉及X射线成像，更具体地涉及X射线探测器和X射线成像系统。
技术介绍
在医学应用和非破坏性测试中已经使用了诸如X射线成像等射线照相成像技术。通常，X射线成像系统包括X射线源和X射线探测器系统。X射线源发射X射线，其穿过待成像的对象或目标，然后通过X射线探测器系统进行配准。由于一些材料比其它材料吸收更大部分的X射线，所以对象或目标的图像由此形成。以示例性的整体X射线成像系统的简要概述开始是非常有用的，参考图10。在这个非限制性实例中，X射线成像系统100基本上包括X射线源10、X射线探测器系统20和相关的图像处理装置30。总的来说，X射线探测器系统20是被配置成用于对来自X射线源10的射线进行配准，该X射线源10可能已经被可选的X射线光学系统聚焦，并穿过物体或对象或其部分。X射线探测器系统20可通过合适的模拟处理和读出电子器件(其可以集成在X射线探测器系统20中)连接到图像处理装置30，使得能通过图像处理装置30进行图像处理和/或图像重建。在任何X射线探测器中，获得某一生产成本的最大剂量效率是非常重要的。作为示例，对于称为光子计数光谱的下一代X射线探测器，已经在美国专利第8,183,535号中提出了这样的一种X射线探测器，它使用硅作为探测器材料的边缘探测器。如果硅做得更深，X射线的吸收将增加，因此剂量效率会提高。然而，由于需要更多的硅，使得探测器更厚，所以也意味着探测器的制造将会更昂贵。这也是其它材料的一般问题，也是以及探测器实施的其它昂贵方面的一般问题。因此，人们期望找到构建X射线探测器的有效方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种包括多个相邻探测器模块的X射线探测器。本专利技术还提供一种X射线成像系统。这些和其他目的是通过本专利技术的具体实施方式来实现的。根据所提出的技术方案的第一个方面，本专利技术提供了一种X射线探测器，它包括多个相邻的探测器模块，其被布置在具有中央部分和外围部分的构造中，其中，该X射线探测器是被配置为在中央部分中具有较高的剂量效率，并且在外围部分中具有较低的剂量效率。以这样的方式，可以提供一种高成本效率的模块化X射线探测器。根据第二个方面，提供了一种包括这种X射线探测器的X射线成像系统。当阅读详细的说明书时，将会知晓本专利技术的其它优点。附图说明具体实施例与它们的进一步的目的和优点相结合，通过参考下面的描述以及所附的附图，可以最好地理解本专利技术，在这些附图中：图1是示出了在同一构造中的常规模块化X射线探测器的一个实施例的示意图。图2是示出根据本专利技术的一个实施例所述的模块化X射线探测器的示例的示意图。图3是示出根据本专利技术的另一个实施例所述的模块化X射线探测器的另一个示例的示意图。图4是示出根据本专利技术的一个实施例所述的模块化X射线探测器的又一示例的示意图。图5是示出根据本专利技术的一个实施例所述的模块化X射线探测器的又一示例的示意图。图6-8是示出使用图1-4所示的X射线探测器模拟椭圆水模型的示例的示意图。图9是示出用于计算机断层摄影采集的构造的一个实施例的示意图。图10是示出了整体X射线成像系统的一个实施例的示意图。图11是示出了根据一个示例性实施例所述的探测器模块的示例的示意图。图12是示出根据一个实施例所述的计算机实施的示例的示意图。图13是示出根据本专利技术的一个实施例所述的具有布置成总体上线性几何构造的探测器模块的模块化X射线探测器的示例的示意图。具体实施方式在图1中，探测器厚度在贯穿弯曲探测器上是均匀的，这是现有技术CT探测器的通常情况。这里假设探测器是基于多个相邻的探测器模块或部件。有效探测器区域可被边缘定向到入射的X射线。应当理解的是，其它构造也是可行的，例如包括线性几何构型，而不是弯曲几何构型。本专利技术的基本思想是提供包括多个相邻探测器模块的X射线探测器，所述多个相邻探测器模块被布置成具有中央部分和外围部分的构造中，所述X射线探测器被配置为在所述中央部分中具有较高的剂量效率，并且在所述外围部分中具有较低的剂量效率。作为示例，所述X射线探测器具有沿着探测器构造的材料变化：中央部分的探测器材料的厚度大于外围部分的探测器材料的厚度。作为替代或补充，所述X射线探测器可以具有沿着探测器构造的材料变化：中央部分具有较高剂量效率的第一类探测器材料和外围部分具有较低剂量效率的第二类探测器材料。例如，第一类材料是碲化镉(CdTe)、碲化镉(CZT)和/或砷化镓，第二类材料为硅。可选地，所述X射线探测器可以被配置为在所述中央部分中比在所述外围部分中具有更高的空间分辨率。作为一个实施例，所述X射线探测器可以被配置为在中央部分中的像素比外围部分中的像素小。在一个特定实施例中，所述X射线探测器可以被配置为在探测器的等角点附近具有较小的像素。在一个示例性实施例中，所述X射线探测器的有效探测器区域面向入射的X射线，中央探测器模块在入射X射线方向上比外围探测器模块更厚。例如，探测器模块的厚度可以逐渐变化或者在具有至少两个不同厚度的一个或多个台阶中变化。还可以使用具有类似散射性质的填充材料作为探测器材料，其中，所述填充材料是被设置在具有较小厚度的探测器材料的区域中。在这种情况下，探测器和填充材料的总厚度最好贯穿探测器而使其不变，使得散射分布更加均匀。可选地，X射线探测器的探测器材料厚度轮廓是被精选的，以最小化对于探测器材料的特定总体积的最终图像中的最大方差。在一个特定实施例中，所述X射线探测器包括深度分段探测器，且与所述中央部分相比，所述外围部分中的深度区段的数量减少，且与所述中央部分相比，所述外围部分中的每一深度区段的长度减小。作为示例，相邻的探测器模块可以以弯曲的几何结构布置。根据另一方面，提供了一种X射线成像系统，包括如本文所述的X射线探测器。作为示例，X射线成像系统是计算机断层摄影(CT)系统。在一个特定实施例中，所述X射线成像系统是被配置为应用基本材料分解以产生具有与所述探测器厚度轮廓相同的外观的图像。可选地，X射线成像系统可以被配置为通过在中央部分和外围部分中使用不同的规则强度来应用迭代重建。现在将参考说明性的非限制性实施例描述本专利技术。例如，我们提出通过改变探测器厚度以最小成本优化剂量效率的方法，在整个探测器区域的中央部分有较大的厚度。假设探测器具有大致弯曲的几何构型。作为示例，对于模块化探测器，中央探测器模块在入射X射线的方向上比外围探测器模块更厚。以不同方式表达，因此建议构建这样的探测使用在外围部分中的较薄的探测器模块比探测器的中央部分更薄。换句话说，探测器周边的探测器材料节省了成本。图9是示出用于计算机断层摄影采集的配置的实例的示意图。相对于探测器的弯曲几何结构，根据沿轴向方向上的探测器的位置，所述探测器可以由中央部分和外围部分组成。探测器的中央部分包括测量接近等角点(旋转中央)的射线的探测器部分。探测器的外围部分包括测量远离等角点的光线的探测器部分。本专利技术人已经认识到，在计算机断层摄影中，对于在与周边相比较的中央的探测器的X射线来说，对用于特定X射线撞击探测器的图像的信息值将更高。这对于诸如人头或心脏的所有成像任务通常是真实的。也参见文献Wang,Xie和PelcinProcSPIE691334-1，外围探测器模块或部件仅会影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X射线探测器，包括多个相邻的探测器模块，其被布置在具有中央部分和外围部分的构造中，其中，所述X射线探测器是被配置为在所述中央部分中具有较高的剂量效率，并且在所述外围部分中具有较低的剂量效率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.11 US 62/373,4131.一种X射线探测器，包括多个相邻的探测器模块，其被布置在具有中央部分和外围部分的构造中，其中，所述X射线探测器是被配置为在所述中央部分中具有较高的剂量效率，并且在所述外围部分中具有较低的剂量效率。2.根据权利要求1所述的X射线探测器，其特征在于：所述X射线探测器具有沿着所述探测器构造的材料变化，探测器材料在所述中央部分具有比在所述外围部分更大的厚度。3.根据权利要求1或2所述的X射线探测器，其特征在于：所述X射线探测器具有沿着探测器构造的材料变化，具有在所述中央部分具有较高的剂量效率的第一类型的探测器材料以及在所述外围部分中具有较低的剂量效率的第二类型的探测器材料。4.根据权利要求3所述的X射线探测器，其特征在于：所述第一类型材料为碲化镉(CdTe)、碲化镉(CZT)和/或砷化镓，所述第二类型材料为硅。5.根据权利要求1至4之一所述的X射线探测器，其特征在于：所述X射线探测器是被配置为在所述中央部分中具有比在所述外围部分中更高的空间分辨率。6.根据权利要求5所述的X射线探测器，其特征在于：所述X射线探测器是被配置为在所述中央部分中具有比在所述外围部分中更小的像素。7.根据权利要求5或6所述的X射线探测器，其特征在于：所述X射线探测器是被配置成在所述探测器的等角点附近具有较小的像素。8.根据权利要求1至7之一所述的X射线探测器，其特征在于：所述X射线探测器的有效探测器区域是被定向到边缘上的入射X射线，并且中央探测器模块在入射X射线的方向上的厚度比外围的探测器模块的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：马特斯·丹尼尔松，马特斯·佩尔松，马丁·斯约林，
申请(专利权)人：棱镜传感器公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE