多层辐射探测器制造技术

一种探测器包括第一探测层(114

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层辐射探测器
下文总体上涉及成像探测器，并且更具体地涉及多层探测器，并且结合计算机断层摄影(CT)进行描述。
技术介绍
计算机断层摄影(CT)扫描器包括被安装在可旋转机架上的X射线管，该可旋转机架围绕检查区域绕z轴旋转。X射线管发射横穿检查区域和位于检查区域中的对象或物体的辐射。X射线敏感辐射探测器阵列以角度弧与X射线管的检查区域相对，探测横穿检查区域的辐射，并且生成指示该辐射的信号。重建器处理信号并且重建指示检查区域和对象或物体的部分的体积图像数据。示例性探测器包括光学耦合到光电二极管层的闪烁体层。闪烁体材料响应于吸收的X射线光子而产生光子，该光子然后被光电二极管转换成电信号(例如，电流)。多能量(谱)探测器包括多个堆叠的闪烁体层，每个闪烁体层均被配置为吸收具有特定能量范围内的能量的X射线光子。例如，在双层探测器的情况下，顶部闪烁体层(最靠近X射线管的那一层)吸收较低能量的X射线光子并且使较高能量的X射线光子通过，而底部闪烁体层(其相对于X射线管位于顶部闪烁体层下面)吸收较高能量的X射线光子。在水平双层探测器配置的情况下，顶部光电二极管阵列被设置在顶部闪烁体层与底部闪烁体层之间，并且底部光电二极管阵列被设置在底部闪烁体层下方。两个光电二极管阵列都包括将生成的电信号路由到读出电子器件的轨道。顶部光电二极管阵列包括背照式光电二极管阵列或前照式光电二极管阵列。背照式光电二极管电荷收集层通常较厚(例如＞100μm)，因此易于受到光电二极管阵列基板内的X射线的直接转换的影响，不幸的是，这可能会降低图像质量。前照式光电二极管阵列需要硅通孔(TSV)将电信号路由通过光电二极管，不幸的是，这会增加成本和复杂性。
技术实现思路
本文描述的各方面解决了上述问题和/或其他问题。在一个方面中，一种探测器包括第一探测层和第二探测层。所述第一探测层包括第一闪烁体、第一主动感光区域以及第一基板的第一部分，所述第二探测层包括第二闪烁体、第二主动感光区域以及第二基板的第二部分。在另一方面中，一种成像系统包括第一探测层和第二探测层。所述第一探测层包括第一闪烁体、第一主动感光区域以及第一基板的第一部分，所述第二探测层包括第二闪烁体、第二主动感光区域以及第二基板的第二部分。在另一方面中，一种方法包括：利用探测器阵列来接收X射线辐射；使用所述探测器阵列来产生指示所接收的辐射的电信号；并且利用所述电信号来重建图像。此外，所述探测器阵列包括第一探测层和第二探测层，第一闪烁体和第二闪烁体，第一主动感光区域和第二主动感光区域，第一基板的第一部分以及第二基板的第二部分。通过参考本文描述的(一个或多个)实施例，这些方面和其他方面将变得显而易见。附图说明本专利技术可以采用各种部件和各种部件的布置，以及各个步骤和各个步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不应被解释为对本专利技术的限制。图1示意性地图示了根据本文描述的实施例的具有多个多层探测器的成像系统。图2示意性地图示了根据本文描述的实施例的多层探测器的示例。图3示意性地图示了根据本文描述的实施例的多层探测器的基板的示例。图4示意性地图示了根据本文描述的实施例的多层探测器的基板的另一示例。图5示意性地图示了根据本文描述的实施例的多层探测器的另一示例。图6示意性地图示了根据本文描述的实施例的多层探测器的另一示例。图7示意性地图示了根据本文描述的实施例的多层探测器的另一示例。图8示意性地图示了根据本文描述的实施例的多层探测器的另一示例。图9示意性地图示了根据本文描述的实施例的多层探测器的另一示例。图10示意性地图示了根据本文描述的实施例的基板上的光学透明且导电的触点和轨道的示例。图11图示了根据本文描述的实施例的方法。具体实施方式图1示意性地图示了成像系统100，例如，计算机断层摄影(CT)扫描器，其被配置用于多能量(谱)成像。成像系统100包括大致固定的机架102和旋转机架104，旋转机架104由固定机架102可旋转地支撑。旋转机架104围绕检查区域106绕纵轴或z轴旋转。诸如X射线管的辐射源110由旋转机架104支撑并且随着旋转机架104一起旋转，并且发射横穿检查区域106的X射线辐射。辐射敏感探测器阵列108跨检查区域106以角度弧与辐射源110相对，并且探测横穿检查区域106的辐射并且输出指示该辐射的电信号(线积分或投影数据)。所图示的辐射敏感探测器阵列108包括多个多层探测器112，每个多层探测器具有多个层1141、……、114N，其中，N是大于或等于一的正整数，这多个层在本文中被统称为层114。层1141、……、114N相对于彼此以水平配置进行空间布置，在该水平配置中，在从放射源110到探测器112的X射线辐射路径116的方向上，一层堆叠在另一层的顶部。如下面更详细地描述的，在一个实例中，层114中的每层包括柔性的(基本上)光学透明的基板，在该基板上耦合有有机光电二极管。也如下面更详细地描述的，在另一实例中，层114中的每层包括具有(基本上)光学透明的电触点和轨道的前照式基板。本文中的一些实施例可以例如通过消除对TSV的任何需求来降低总体探测器组件的复杂性和/或成本。本文中的一些实施例相对较薄(例如＜20μm)，与其中探测器112不包括本文描述的(一个或多个)基板的配置相比，这样可以减少探测器层中的X射线的直接转换。这能够减轻因基板中的X射线的直接转换而导致的图像质量下降。重建器118重建电信号并且生成体积三维图像数据。在一个实例中，这包括采用谱(多能量)重建算法来生成针对特定能量范围(例如，高能和低能)或特定能量的图像数据。额外地或替代地，这包括采用常规的(非谱)重建算法以生成在发射的辐射的能量谱上的常规的(非谱)图像数据。诸如卧榻的对象支撑物120在检查区域106中支撑对象或物体。通用计算系统充当操作者控制台122，其包括诸如显示器和/或打印机之类的人类可读输出设备以及诸如键盘和/或鼠标之类的输入设备。驻留在控制台122上的软件允许操作者控制成像系统100的操作。图2示意性地图示了多层探测器112的示例性实施例200。为了说明的目的，结合两个探测层(N＝2)(即，双层探测器202配置)来描述该实施例。应当理解，双层探测器202的部件的相对几何形状(即，形状、尺寸等)不是限制性的。(顶部)探测层1141包括：第一闪烁体204；柔性基板208的第一部分206；第一主动感光区域210，其被耦合到柔性基板208的外侧或第一侧214上的第一区域212；以及第一反射层236，其被耦合到柔性基板208的内侧或相对的第二侧234。(底部)探测层1142包括：第二闪烁体216；同一柔性基板208的第二部分218；第二主动感光区域220，其被耦合到同一柔性基板208的同一外侧/第一侧214上的不同的第二区域222；以及第二反射层238，其被耦合到第二主动感光区域220。反射层236和238分别将横穿柔性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种探测器(112)，包括：/n第一探测器层(114

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170501 US 62/492,3281.一种探测器(112)，包括：
第一探测器层(1141)，其包括：
第一闪烁体(204、7041)；
第一主动感光区域(210、7081)；以及
第一基板(208、7061)的第一部分(206、7261)；以及
第二探测器层(114N)，其包括：
第二闪烁体(216、7042)；
第二主动感光区域(220、7082)；以及
第二基板(208、7062)的第二部分(218、7262)。


2.根据权利要求1所述的探测器，其中，所述第一基板和所述第二基板是单个基板的不同子部分，所述第一基板和所述第二基板包括光学透明度至少为75％的材料，所述第一主动感光区域包括有机光电二极管的第一集合，并且所述第二主动感光区域包括有机光电二极管的第二集合。


3.根据权利要求2所述的探测器，其中，有机光电二极管的所述第一集合和所述第一基板的组合厚度在10-15微米的范围内。


4.根据权利要求2所述的探测器，其中，所述基板还包括外侧/第一侧(214)和内侧/第二侧(234)，其中，所述外侧/第一侧与所述内侧/第二侧相对，所述第一主动感光区域和所述第二主动感光区域被耦合到所述基板的所述外侧/第一侧。


5.根据权利要求2所述的探测器，其中，所述基板还包括外侧/第一侧和内侧/第二侧，其中，所述外侧/第一侧与所述内侧/第二侧相对，并且所述第一主动感光区域和所述第二主动感光区域被耦合到所述基板的所述内侧/第二侧。


6.根据权利要求2所述的探测器，其中，所述基板还包括外侧/第一侧和内侧/第二侧，其中，所述外侧/第一侧与所述内侧/第二侧相对，并且所述第一主动感光区域被耦合到所述外侧/第一侧，并且所述第二主动感光区域被耦合到所述基板的所述内侧/第二侧。


7.根据权利要求2所述的探测器，其中，所述基板还包括外侧/第一侧和内侧/第二侧，其中，所述外侧/第一侧与所述内侧/第二侧相对，并且所述第一主动感光区域被耦合到所述内侧/第二侧，并且所述第二主动感光区域被耦合到所述基板的所述外侧/第一侧。


8.根据权利要求4至6中的任一项所述的探测器，其中，所述基板还包括在所述第一部分与所述第二部分之间的中间部分(240)，其中，所述第一部分在所述第一闪烁体与所述第二闪烁体之间，并且所述第二部分与所述第二闪烁体相邻。


9.根据权利要求4至6中的任一项所述的探测器，其中，所述基板还包括在所述第一部分与所述第二部分之间的中间部分，其中，所述第一部分与所述第一闪烁体相邻，并且所述第二部分与所述第二闪烁体相邻。


10.根据权利要求4至6中的任一项所述的探测器，其中，所述第一闪烁体和所述第二闪烁体包括多个侧，并且所述第一主动感光区域和所述第二主动感光区域与所述多个侧中的至少一个相邻。


11.根据权利要求1所述的探测器，其中，至少所述第一基板包括光学透明的触点(720)和轨道(802)。


12.根据权利要求10所述的探测器，其中，至少所述第一主动感光区域包括光学透明的阳极(728)和光学透明的阴极(730)。


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【专利技术属性】
技术研发人员：C·赫尔曼，R·斯特德曼布克，J·W·米尔德，M·西蒙，J·J·范厄凯尔，
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