光子计数探测器制造技术

本发明专利技术涉及一种光子计数探测器，所述光子计数探测器包括：第一直接转换层(10)，其包括低吸收性直接转换材料(11)和第一电触点(12)，所述低吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射(100)转换成第一计数信号；第二直接转换层(20)，其包括高吸收性直接转换材料(21)和第二电触点(22)，所述高吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射(100)转换成第二计数信号，所述高吸收性直接转换材料的吸收性比所述低吸收性直接转换材料的吸收性更高；以及载体层(30、30a、30b)，其包括与所述第一电触点和所述第二电触点接触的第一端子(31)和第二端子(32)以及被配置为基于所述第一计数信号对所述第二计数信号校正误差的处理电路(35)，其中，所述第一直接转换层和所述第二直接转换层被布置为使得所述高能电磁辐射在击中所述第二直接转换层之前透射所述第一直接转换层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光子计数探测器
本专利技术涉及光子计数探测器以及用于光子计数探测器的校正设备和方法。本专利技术还涉及光子计数探测装置。
技术介绍
能量分辨光子计数谱CT的出现在很大程度上取决于直接转换材料的成熟度和稳定性。当材料稳定性的进一步改善进展缓慢时，需要采用一些方法来补偿与预期计数数量的偏离。已知有许多方法，然而，这些方法在校正措施的复杂性和/或有效性方面存在重大折中。US2008/230709A1公开了一种诊断成像系统，该诊断成像系统包括朝向待成像目标发出高频电磁能射束的高频电磁能量源。能量分辨(ED)探测器接收由高频电磁能量源发出的高频电磁能量。ED探测器包括第一直接转换层和第二直接转换层。第一直接转换层包括第一直接转换材料，并且第二直接转换层包括与第一直接转换材料不同的第二直接转换材料。数据采集系统(DAS)可操作地连接到ED探测器，并且计算机可操作地连接到DAS。JP-H02259590A公开了一种辐射探测设备，该辐射探测设备具有由CdTe形成的第二探测器和由具有比CdTe的载流子迁移程度更大的载流子迁移程度的半导体GaAs形成的第一探测器。然后，当探测器的厚度为例如0.4mm且待探测的辐射R的能量为50keV时，大约50％的辐射首先被第一探测器吸收，而其余的50％的辐射中的大部分被第二探测器吸收。因此，与仅使用第二探测器的情况相比，实际入射在第二探测器上的辐射光子的数量减少至一半，并且生成的堆积减少，使得第一探测器可以足够厚而吸收待探测的辐射R的部分。US2016/206255A1公开了一种光子计数探测器装置，该光子计数探测器装置被配置为接收从X射线源发射的X射线。该光子计数探测器装置包括第一光子计数探测器，该第一光子计数探测器具有第一探测材料，该第一探测材料被配置为使用第一组能量分箱来探测光子。该光子计数探测器装置还包括第二光子计数探测器，该第二光子计数探测器相对于从X射线源发射的X射线的入射方向被布置在第一光子计数探测器上方。该第二光子计数探测器具有第二探测材料，该第二探测材料被配置为使用第二组能量分箱来探测光子。第一组能量分箱与第二组能量分箱不同。仍然需要解决方案来补偿与光子计数探测器中的预期计数数量的偏离。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供用于补偿与预期计数数量的偏离的光子计数探测器、校正设备、光子计数探测装置以及对应的方法。在本专利技术的第一方面中，提出了一种光子计数探测器，包括：第一直接转换层，其包括低吸收性直接转换材料和第一电触点，所述低吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射转换成第一计数信号，第二直接转换层，其包括高吸收性直接转换材料和第二电触点，所述高吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射转换成第二计数信号，所述高吸收性直接转换材料的吸收性比所述低吸收性直接转换材料的吸收性更高，以及载体层，其包括与所述第一电触点和所述第二电触点接触的第一端子和第二端子以及被配置为基于所述第一计数信号对所述第二计数信号校正误差的处理电路，其中，所述第一直接转换层和所述第二直接转换层被布置为使得所述高能电磁辐射在击中所述第二直接转换层之前透射所述第一直接转换层，其中，所述处理电路还被配置为：使用所述第一计数信号作为撞击的电磁辐射的估计结果以用于校正所述第二计数信号的漂移，并且在所述第二计数信号中存在变化但在所述第一计数信号中不存在变化的情况下或者在所述第一计数信号与所述第二计数信号之间的相关性偏离参考相关性的情况下确定在所述第二计数信号中存在漂移。在本专利技术的另外的方面中，提出了一种用于光子计数探测器的校正设备，包括：第一信号输入部，其被配置为获得表示撞击在第一直接转换层的低吸收性直接转换材料上的高能电磁辐射的第一计数信号，第二信号输入部，其被配置为获得表示撞击在第二直接转换层的高吸收性直接转换材料上的高能电磁辐射的第二计数信号，所述高吸收性直接转换材料的吸收性比所述低吸收性直接转换材料的吸收性更高，其中，所述第一直接转换层和所述第二直接转换层被布置为使得所述高能电磁辐射在击中所述第二直接转换层之前透射所述第一直接转换层，以及处理电路，其被配置为基于所述第一计数信号对所述第二计数信号校正误差，其中，所述处理电路还被配置为：使用所述第一计数信号作为撞击的电磁辐射的估计结果以用于校正所述第二计数信号的漂移，并且在所述第二计数信号中存在变化但在所述第一计数信号中不存在变化的情况下或者在所述第一计数信号与所述第二计数信号之间的相关性偏离参考相关性的情况下确定在所述第二计数信号中存在漂移。在另外的方面中，提出了一种光子计数探测装置，包括：第一直接转换层，其包括低吸收性直接转换材料和第一电触点，所述低吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射转换成第一计数信号，第二直接转换层，其包括高吸收性直接转换材料和第二电触点，所述高吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射转换成第二计数信号，所述高吸收性直接转换材料的吸收性比所述低吸收性直接转换材料的吸收性更高，其中，所述第一直接转换层和所述第二直接转换层被布置为使得所述高能电磁辐射在击中所述第二直接转换层之前透射所述第一直接转换层，载体层，其包括与所述第一电触点和所述第二电触点接触的第一端子和第二端子，本文公开的校正设备，以及连接单元，其将所述第一端子和所述第二端子连接到所述校正设备。在本专利技术的又一方面中，提供了一种对应的方法、一种计算机程序以及一种非瞬态计算机可读记录介质，所述计算机程序包括程序代码单元，当在计算机上执行所述计算机程序时，所述程序代码单元用于使所述计算机执行本文公开的方法的步骤。所述非瞬态计算机可读记录介质在其中存储有计算机程序产品，所述计算机程序产品在由处理器运行时使得执行本文公开的方法。在从属权利要求中限定了本专利技术的优选实施例。应当理解，所要求保护的校正设备和方法、计算机程序和介质具有与所要求保护的系统相似和/或相同的优选实施例，特别是与从属权利要求中限定的和本文公开的实施例相似和/或相同的优选实施例。本专利技术基于这样的构思：将探测体积分割成两个不同的(优选为能量分辨的)层。第一层(相对于入射辐射为较高层/顶层)旨在为低吸收性层材料，但是具有高稳定性能。第二层(相对于入射辐射为下层)包括高吸收性材料。顶层(仅能看到总通量的一小部分)用作校正下层的稳定性问题的参考，但还可以额外提供能量分辨信息。具有低吸收性的第一层可以例如由GaAs或Si制成。GaAs是一种非常稳定的材料，但是由于其低吸收性而不足以作为用于CT的独立探测器。具有高吸收性的第二层可以例如由Cd(Zn)Te(CZT)或CdTe制成，但是已知Cd(Zn)Te(CZT)或CdTe不能满足临床CT对稳定性的严格要求，但是具有足够的吸收性。在实施例中，单个ASIC基板可以用作这两层的载体并用于承载处理电路以用于基于第一层的第一计数信号对第二计数信号校正主要由第二层稳定性不足导致的误差。因此，在实施例中，所述处理电路被配置为对所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光子计数探测器，包括：/n第一直接转换层(10)，其包括低吸收性直接转换材料(11)和第一电触点(12)，所述低吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射(100)转换成第一计数信号，/n第二直接转换层(20)，其包括高吸收性直接转换材料(21)和第二电触点(22)，所述高吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射(100)转换成第二计数信号，所述高吸收性直接转换材料的吸收性比所述低吸收性直接转换材料的吸收性更高，以及/n载体层(30、30a、30b)，其包括与所述第一电触点(12)和所述第二电触点(22)接触的第一端子(31)和第二端子(32)以及被配置为基于所述第一计数信号对所述第二计数信号校正误差的处理电路(35)，/n其中，所述第一直接转换层和所述第二直接转换层被布置为使得所述高能电磁辐射在击中所述第二直接转换层之前透射所述第一直接转换层，/n其中，所述处理电路(35)还被配置为：使用所述第一计数信号作为撞击的电磁辐射的估计结果以用于校正所述第二计数信号的漂移，并且在所述第二计数信号中存在变化但在所述第一计数信号中不存在变化的情况下或者在所述第一计数信号与所述第二计数信号之间的相关性偏离参考相关性的情况下确定在所述第二计数信号中存在漂移。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180801 EP 18186822.51.一种光子计数探测器，包括：
第一直接转换层(10)，其包括低吸收性直接转换材料(11)和第一电触点(12)，所述低吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射(100)转换成第一计数信号，
第二直接转换层(20)，其包括高吸收性直接转换材料(21)和第二电触点(22)，所述高吸收性直接转换材料用于将撞击的高能电磁辐射(100)转换成第二计数信号，所述高吸收性直接转换材料的吸收性比所述低吸收性直接转换材料的吸收性更高，以及
载体层(30、30a、30b)，其包括与所述第一电触点(12)和所述第二电触点(22)接触的第一端子(31)和第二端子(32)以及被配置为基于所述第一计数信号对所述第二计数信号校正误差的处理电路(35)，
其中，所述第一直接转换层和所述第二直接转换层被布置为使得所述高能电磁辐射在击中所述第二直接转换层之前透射所述第一直接转换层，
其中，所述处理电路(35)还被配置为：使用所述第一计数信号作为撞击的电磁辐射的估计结果以用于校正所述第二计数信号的漂移，并且在所述第二计数信号中存在变化但在所述第一计数信号中不存在变化的情况下或者在所述第一计数信号与所述第二计数信号之间的相关性偏离参考相关性的情况下确定在所述第二计数信号中存在漂移。


2.根据权利要求1所述的光子计数探测器，
其中，所述低吸收性直接转换材料(11)被配置用于将高能电磁辐射(100)转换成一个或多个第一能量分辨计数信号，并且所述高吸收性直接转换材料(21)被配置用于将高能电磁辐射(100)转换成一个或多个第二能量分辨计数信号。


3.根据任一前述权利要求所述的光子计数探测器，
其中，所述处理电路(35)被配置为对所述第二计数信号校正由所述高吸收性直接转换材料与所述低吸收性直接转换材料相比的较低稳定性导致的误差。


4.根据任一前述权利要求所述的光子计数探测器，
其中，所述处理电路(35)被配置为在所述第二计数信号的信号部分中存在低于最低能量阈值的变化但在所述第一计数信号的对应信号部分中不存在低于最低能量阈值的变化的情况下确定在所述第二计数信号中存在漂移。


5.根据任一前述权利要求所述的光子计数探测器，包括：
被布置在所述第一直接转换层(10)与所述第二直接转换层(20)之间的单个载体层(30)，其中，所述第一端子(31)被布置在所述载体层(30)的第一表面侧(38)上，并且所述第二端子(32)被布置在所述载体层(30)的与所述第一表面侧相对的第二表面侧(39)上。


6.根据权利要求1至4中的任一项所述的光子计数探测器，包括：
第一载体层(30a)，其被布置在所述第一直接转换层(10)与所述第二直接转换层(20)之间，其中，所述第一端子(31)被布置在所述第一载体层(30a)的面向所述第一直接转换层(10)并与所述第一电触点(12)接触的表面侧(38a)上，以及
第二载体层(30b)，其被布置在所述第二直接转换层(20)的背离所述第一直接转换层(10)的一侧上，其中，所述第二端子(32)被布置在所述第二载体层(30b)的面向所述第二直接转换层(20)并与所述第二电触点(22)接触的表面侧(39b)上。


7.根据任一前述权利要求所述的光子计数探测器，
其中，所述低吸收性直接转换材料(11)包括以下各项中的一项：硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·斯特德曼布克，E·勒斯尔，
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