用于倾斜角度X射线辐射的X射线探测器设备制造技术

本发明专利技术涉及用于以相对于X射线辐射的倾斜角度来探测所述X射线辐射的X射线探测器设备(10)、X射线成像系统(1)、X射线成像方法、和用于控制这样的设备或系统以执行这样的方法的计算机程序单元、以及存储有这样的计算机程序单元的计算机可读介质。所述X射线探测器设备(10)包括阴极表面(11)和阳极表面(12)。所述阴极表面(11)和所述阳极表面(12)被分离层(13)分开，以允许响应于在所述阴极表面(11)上操作期间入射的X射线辐射的、在所述阴极表面(11)与所述阳极表面之间(12)的电荷传输(T)。所述阳极表面(12)被分割为阳极像素(121)并且所述阴极表面(11)被分割为阴极像素(111)。所述阴极像素(111)中的至少一个在相对于所述阴极表面(11)倾斜的耦合方向(C)上被分配到所述阳极像素(121)中的至少一个。所述阴极像素(111)中的至少一个被配置为相对于邻近阴极像素处于电压偏置，并且所述阳极像素(121)中的至少一个被配置为相对于邻近阳极像素(121)处于电压偏置。所述电压偏置被配置为使电荷传输(T)汇聚于平行于所述耦合方向(C)的方向上。

X ray detector for tilt angle X ray radiation

The present invention relates to a tilt angle with respect to the X ray radiation to detect X X-ray detector device of the X ray radiation (10), X - ray imaging system (1), X ray imaging method, and computer readable medium control such device or system to perform such a method, computer program and storage unit a computer program for this unit. The X ray detector device (10) includes a cathode surface (11) and an anode surface (12). The surface of the cathode (11) and the anode surface (12) is a separation layer (13) to allow separate, in response to the surface of the cathode ray incident on X (11) during operation, the radiation on the cathode surface (11) and between the anode surface (12) of the charge transmission (T). The anode surface (12) is divided into an anode pixel (121) and the cathode surface (11) is divided into a cathode pixel (111). At least one of the cathode pixels (111) is assigned to at least one of the anode pixels (121) in the coupling direction (C) relative to the cathode surface (11). The cathode pixel (111) at least one of the adjacent pixel is configured to bias voltage relative to the cathode, and the anode pixel (121) at least one of the configured relative to the adjacent pixels (121) in the anode bias voltage. The voltage bias is configured to cause charge transport (T) to converge in the direction parallel to the coupling direction (C).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于倾斜角度X射线辐射的X射线探测器设备
本专利技术涉及用于以倾斜角度探测X射线辐射的X射线探测器设备、X射线成像系统、X射线成像方法、和用于控制这样的设备或系统以执行这样的方法的计算机程序单元、以及存储有这样的计算机程序单元的计算机可读介质。
技术介绍
WO2010/015959(A2)公开了一种用于成像设备的X射线光子探测器，所述成像设备包括阴极、转换器材料以及基底。所述阴极包括向外延伸的盘以及底盘。所述转换材料被附接到所述向外延伸的盘的侧面。所述基底包括阳极并且被附接到所述转换材料。WO2013/088352A2公开了一种辐射探测器，其具有分别被分割为阳极段和阴极段的阳极和阴极。这里，各阳极段被提供有相互不同的电势。针对阴极段采用类似的方法。US5111052公开了一种辐射传感器，其具有半导体基底，所述半导体基底被提供有常规电极和设置于所述基底的同一表面上的分裂式电极。用于X射线成像的X射线探测能够利用这样的半导体X射线探测器来进行，所述半导体X射线探测器被布置为垂直于X射线辐射或者非垂直地倾斜于X射线。倾斜或侧向探测相比于垂直或面向探测具有若干优点，其中有针对具有低原子序数的材料(如，例如硅)的改善的探测量效率。然而，在倾斜探测的情况下并且特别是在使用较低原子序数探测器材料的情况下，进入到X射线探测器中的X射线辐射可能在若干探测器电极之间共享，造成空间图像分辨率损失。具体地，在倾斜探测的情况下，在探测器阴极与探测器阳极之间的电场的方向相对于入射X射线辐射的方向形成一角度，其等于入射X射线辐射相对于X射线探测器的表面法线的倾斜角度。在探测器阴极与探测器阳极之间传输(转移transfer)的电荷然后能够由例如两个相邻探测器阳极中的任一个探测器阳极来收集。因此，电荷可能相对于实际相互作用部位的横向位置被错误地分配，其可能造成劣化的横向图像分辨率并且因此造成空间图像分辨率损失。
技术实现思路
因此，可能需要提供一种用于以相对于X射线辐射的倾斜角度来探测X射线辐射的经改进的X射线探测器设备，其允许在倾斜角度辐照X射线探测中的降低的空间图像分辨率损失。本专利技术的问题是通过独立权利要求的主题得以解决的，其中，在从属权利要求中并入了另外的实施例。应当指出，在下文中所描述的本专利技术的各方面也适用于X射线探测器设备、X射线成像系统、X射线成像方法、计算机程序单元、以及计算机可读介质。根据本专利技术，提出了一种X射线成像探测器。所述X射线探测器设备包括阴极表面和阳极表面。所述阴极表面和所述阳极表面被分离层分开，以允许响应于在所述阴极表面上操作期间入射的X射线辐射的、在所述阴极表面与所述阳极表面之间电荷传输。所述阳极表面被分割为阳极像素并且所述阴极表面被分割为阴极像素。所述阴极像素中的至少一个被分配到所述阳极像素中在相对于所述阴极表面倾斜的耦合方向上的至少一个。所述阴极像素中的至少一个被配置为相对于邻近阴极像素处于电压偏置(offset)，并且所述阳极像素中的至少一个被配置为相对于邻近阳极像素处于电压偏置。所述电压偏置被配置为使所述电荷传输汇聚于平行于耦合方向的方向上。所述电压偏置取决于在所述阴极表面与所述耦合方向之间的倾斜角度，并且所述耦合方向平行于在所述阴极表面上操作期间入射的X射线辐射的射束的对称轴。所述耦合方向能够被理解为平行于在所述阴极表面上操作期间入射的所述X射线辐射的射束的对称轴。在不使用扇形或锥形射束X射线辐射的情况下，所述耦合方向能够被更容易地理解为平行于辐照所述阴极表面的X射线辐射的方向。在本文中，“使电荷传输汇聚于平行于耦合方向C”暗指电荷传输T的方向接近耦合方向C。本文中，“接近”允许在所述方向之间的小的偏差。这样的小的偏差例如可以是由于驱动电荷传输的电场中的变化和/或由于X射线辐射的射束中的变化。这样的小的偏差的可行的量由要完成的X射线图像的期望的空间分辨率来确定。本文中，“接近”也可以包括电荷传输方向与耦合方向的对齐或再对齐。平行于所述耦合方向的电荷传输的这种汇聚是通过在邻近阴极与阳极像素之间的电压偏置来实现的。所述阴极和阴极表面被像素化并且被提供有交错的高电压设计以使电荷传输方向与耦合方向相平行。具体而言，由于电荷传输在此被汇聚回平行于所述耦合方向的方向，因此进入到X射线探测器中的X射线辐射跨若干探测器电极不再模糊或者较少程度的模糊。因此，电荷可能不再相对于实际相互作用部位的横向位置被错误地分配或者以较少程度的被错误地分配，这避免或降低了劣化的横向图像分辨率。结果，根据本专利技术的X射线探测器设备改善了在倾斜角度辐照X射线探测中的空间图像分辨率。换言之，本专利技术允许通过简单的手段来将空间图像分辨率恢复到标称值。在范例中，阴极表面与耦合方向之间的倾斜角度在5°与89°之间，优选在10°与60°之间，并且更优选在15°与50°之间。换言之，“倾斜”排除了垂直和平行。在范例中，所述电压偏置与在任意第一阴极像素与第二阴极像素之间的阴极像素的偏置数x成反比。所述第二阴极像素被限定为与同所述第一阴极像素在垂直于所述阴极表面的方向上对齐的阳极像素处在等势线上。示范性地，换言之，偏置数x是被用于将预定义的阴极像素与阳极像素平行于耦合方向对齐的像素偏置或像素数，所述耦合方向可以被简单地置于入射X射线的方向。下文将进一步对此进行解释。能够基于阳极像素进行相同的陈述。因此，在范例中，所述电压偏置与在任意第一阳极像素和第二阳极像素之间的阳极像素的偏置数x成反比。所述第二阳极像素被限定为与同所述第一阳极像素在垂直于所述阴极表面的方向上对齐的阴极像素处在等势线上。在范例中，所述电压偏置ΔU是或者，换言之，所述偏置数x是UC是阴极像素的阴极电压，并且UA是阳极像素的阳极电压。该阳极像素和该阴极像素在垂直于阴极表面的方向上对齐。换言之，UC和UA是几何地相对的阳极和阴极像素上的电压。作为范例，可以如下地获得与标称高电压设置UC-UA相比的电压偏置ΔU的值的估计：假设电荷传输线在第一方向上延伸，例如，垂直的，则等势线将垂直于所述第一方向，在这里，例如，水平的。因此，在特定阳极像素处开始的具有电势UA的水平等势线将结束于第一阴极像素处，所述第一阴极像素相对于与具有电势UA的所述阳极像素几何地相对(垂直于阴极表面)的第二阴极像素偏置了例如三个像素。在范例中，所述偏置数x在1与无穷之间。所述偏置数x优选在2与10之间。所述偏置数不需要是整数。在另一范例中，电压偏置ΔU为在本文中，UC再次是阴极像素的阴极电压，并且UA是阳极像素的阳极电压。该阳极像素和该阴极像素在垂直于阴极表面的方向上对齐。换言之，UC和UA是几何地相对的电极上的电压。此外，p是阳极间距，其意指在两个相邻的阳极像素之间的距离。相邻的阴极像素可以具有相同的距离和间距。此外，d是在阴极表面与阳极表面之间的距离。是在耦合方向与阴极表面法向之间的角度。间距与距离之间的比率p/d可以在0.5与7之间，优选在0.5与5之间，并且更优选在0.7与4之间。根据本专利技术，还提出了一种X射线成像系统。所述X射线成像系统包括如上文所描述的X射线探测器设备以及X射线管，所述X射线管被配置为以X射线辐射的射束的对称轴与所述阴极表面之间的倾斜角度来生成在所述X射线探测器设备的阴极表面上操作期间入射的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于以相对于X射线辐射的倾斜角度来探测所述X射线辐射的X射线探测器设备(10)，包括：阴极表面(11)，以及阳极表面(12)，其中，所述阴极表面(11)和所述阳极表面(12)被分离层(13)分开，以允许响应于在所述阴极表面(11)上操作期间入射的X射线辐射的、在所述阴极表面(11)与所述阳极表面(12)之间的电荷传输(T)，其中，所述阳极表面(12)被分割为阳极像素(121)，其中，所述阴极表面(11)被分割为阴极像素(111)，其中，所述阴极像素(111)中的至少一个被分配到所述阳极像素(121)中在相对于所述阴极表面(11)倾斜的耦合方向(C)上的至少一个，其中，所述阴极像素(111)中的所述至少一个被配置为相对于邻近阴极像素处于电压偏置，其中，所述阳极像素(121)中的所述至少一个被配置为相对于邻近阳极像素(121)处于电压偏置，其中，所述电压偏置被配置为使所述电荷传输(T)汇聚于平行于所述耦合方向(C)的方向上，并且其中，所述电压偏置取决于所述阴极表面(11)与所述耦合方向(C)之间的倾斜角度(α)，并且其中，所述耦合方向(C)平行于在所述阴极表面(11)上操作期间入射的X射线辐射的射束的对称轴。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.05 EP 14196550.91.一种用于以相对于X射线辐射的倾斜角度来探测所述X射线辐射的X射线探测器设备(10)，包括：阴极表面(11)，以及阳极表面(12)，其中，所述阴极表面(11)和所述阳极表面(12)被分离层(13)分开，以允许响应于在所述阴极表面(11)上操作期间入射的X射线辐射的、在所述阴极表面(11)与所述阳极表面(12)之间的电荷传输(T)，其中，所述阳极表面(12)被分割为阳极像素(121)，其中，所述阴极表面(11)被分割为阴极像素(111)，其中，所述阴极像素(111)中的至少一个被分配到所述阳极像素(121)中在相对于所述阴极表面(11)倾斜的耦合方向(C)上的至少一个，其中，所述阴极像素(111)中的所述至少一个被配置为相对于邻近阴极像素处于电压偏置，其中，所述阳极像素(121)中的所述至少一个被配置为相对于邻近阳极像素(121)处于电压偏置，其中，所述电压偏置被配置为使所述电荷传输(T)汇聚于平行于所述耦合方向(C)的方向上，并且其中，所述电压偏置取决于所述阴极表面(11)与所述耦合方向(C)之间的倾斜角度(α)，并且其中，所述耦合方向(C)平行于在所述阴极表面(11)上操作期间入射的X射线辐射的射束的对称轴。2.根据权利要求1所述的X射线探测器设备(10)，其中，所述电压偏置与在任意第一阴极像素与第二阴极像素之间的阴极像素(111)的偏置数x成反比，其中，所述第二阴极像素被限定为与同所述第一阴极像素在垂直于所述阴极表面(11)的方向(N)上对齐的阳极像素处在等势线(P)上。3.根据权利要求1所述的X射线探测器设备(10)，其中，所述电压偏置与在任意第一阳极像素与第二阳极像素之间的阳极像素(121)的偏置数x成反比，其中，所述第二阳极像素被限定为与同所述第一阳极像素在垂直于所述阴极表面(11)的方向(N)上对齐的阴极像素处在等势线(P)上。4.根据权利要求1所述的X射线探测器设备(10)，其中，所述电压偏置是其中，UC...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·勒斯尔，T·克勒，
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