【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种将散射光栅安设在一个X射线探测器上的方法，该探测器具有许多呈矩阵布置的探测器元件。本专利技术还涉及一种X射线探测器，它带有用该方法安设于其上的散射光栅。 但由X射线源发出的X射线束在对象体内基于不可避免的相互作用会发生散射，因此，除了一次射线外还有散射射线、亦即所谓的二次射线撞击到探测器上。这些散射射线视被检查对象的不同特性可能导致一个X射线探测器的所有接收信号中的90％以上为了拍摄图片能供诊断用都需要调制。这种散射射线另外还是一种噪声源，它会因此降低对微小对比差异的识别能力。造成散射射线这一显著缺点的原因在于，散射射线基于其量子特性，在摄像中会另外造成明显的噪声分量。 因此，为了减少撞击到探测器上的散射射线成分，在被检测对象和探测器之间采用所谓的散射光栅。散射光栅由一些有序排列的吸收X射线的结构组织制成。在这些结构组织之间形成供一次射线尽可能不衰减地通过的通孔或通透缝隙。这些通孔或通透缝隙在聚焦散射光栅中根据到点状X射线源的距离，亦即到X射线管焦点的距离对准该焦点。在不聚焦的散射光栅中，在散射光栅整个面上的所有通孔或通透缝隙均垂直于散射光栅的表面定向。但这会导致一次射线在摄像边缘区内有明显的损耗，因为在这些边缘位置，大部分的一次射线会落到散射光栅上的吸收区域内。 为了获得高的图像质量，对X射线散射光栅的特性提出了很高的要求。一方面散射射线应当尽可能好地被吸收，另一方面一次射线中的绝大部分应当尽可能不衰减地通过散射光栅。可通过散射光栅的高度与厚度(确切地说所述通孔或通透缝隙的直径)的较大比例，亦即通过高的井筒比例(Schach...
【技术保护点】
一种将散射光栅安设在一个Ｘ射线探测器上的方法，该探测器具有许多呈矩阵布置的探测器元件（１４），它们构成一个具有对Ｘ射线敏感的探测区（１５）和对Ｘ射线不太敏感的间隙区域（１６）的探测器面，其中，借助一种快速试制样品技术直接在Ｘ射线探测器的探测器面上为散射光栅构造一个基础结构（１７），随后用一种可强烈吸收Ｘ射线的材料涂覆或填充该基础结构，由此在探测器面上对Ｘ射线不太敏感的间隙区域（１６）上方形成一个吸收Ｘ射线的结构（２４）。
【技术特征摘要】
DE 2001-10-23 10151568.51所述方法来解决。权利要求10则提供了一种X射线探测器，它带有一个按所述方法设置的散射光栅。本发明的方法及X射线探测器的有利改进是从属权利要求的内容。 按照本发明的方法，所述散射光栅直接安设在带有呈矩阵排列的探测器元件的X射线探测器上，这些探测器元件构成了一个探测器面，它具有对X射线敏感的探测区和对X射线敏感度很小的或不敏感的间隙区域。通过借助一种快速试制样品技术(Rapid Prototyping Technik)，尤其是立体石版印刷术(Stereolithographie)在X射线探测器的探测器面上为散射光栅构造一个基础结构，随后用一种可强烈吸收X射线的材料涂覆或填充该基础结构，来安设散射光栅。该基础结构设置在X射线探测器的探测器面上，由此形成一个吸收X射线的位于探测器面的间隙区域上的结构。探测器面上对于X射线敏感度很小的或不敏感的间隙区域对应于其中各探测器元件相互邻接的区域。这是因为探测器元件通常不是在整个面上都感光，因此在各个探测器元件的边缘区域内会存在不敏感的间隙区域。 用于散射光栅的基础结构按照本发明的方法这样来构造，即，吸收射线的结构元件优选仅仅分布在探测器的间隙区域上。当基于特别窄的间隙区域不能制造出具有足够小厚度的结构元件时，那么这些结构元件至少对称地在间隙区域上方处于与探测器表面相接触的区域内。当然，当一个聚焦式散射光栅安设在探测器上时，散射光栅上的射线吸收结构元件因其高度增加而偏离该对称性。 通过采用一种快速试制样品技术来构造基础结构，可以用很高的精度制造出非常细密的透孔结构。在快速试制样品技术中，3维CAD设计形状，在此是基础结构的几何形状在CAD系统中被转化为体积数据。这个用于快速试制样品的3维体积模型随后在一个计算机中被横向切层分割。这样的横断层面具有100μm的层厚或更低的层厚。在将数据传递到一个快速试制样品设备中后一层一层地构造原始的模型。在本发明方法所采用的快速试制样品技术中，通过射线、尤其是激光射线的作用进行层的构建。正是激光束给构造非常精细的透孔结构提供了便利。 按照本发明方法的一优选实施形式，采用立体石版印刷术来构造基础结构。在这种方法中，由计算机控制的UV激光束在一个液态聚合物树脂上描绘出基础结构的3维体积模型各层的轮廓。该树脂通过激光的作用在其被照射的点或面上硬化。然后降下设备的构件平台，将一个新的薄层感光性树脂放置于上。通过重复这个步骤，从下至上地逐步构造出基础结构完整的几何形状。在这种情况下，X射线探测器本身放置在构造平台上并在逐层构造基础结构的过程中与构造平台一起降下。不言而喻，该X射线探测器必须适合于免受液态聚合物的影响。在本发明方法一个特别的实施形式中，可采用微立体石版印刷术来构造基础结构。该技术能实现更快地构造出具有更高精度的基础结构。 按照本发明的方法，该基础结构被这样设置在X射线探测器上，即，使得该基础结构的几何形状与以后用于吸收射线的结构元件缩减一定层厚的几何形状相一致。随后，仅仅还要用一种可强烈吸收X射线的高核电荷数的材料，例如铅来涂覆该基础结构，以便在散射光栅上形成吸收射线的结构元件。 在另一种实施形式中，基础结构作为用于散射光栅的阴模安设在X射线探测器上，其中，为吸收射线用结构元件准备好的区域保持空着。随后用一种可强烈吸收射线的材料填充基础结构上空出的该空隙。可采用不同的技术来实现这样的填充。 按照其中一种实施形式，可通过电镀法来完成对空隙的填充，其中，首先例如通过喷镀，在基础结构连同在所述空隙的侧壁和X射线探测器上空出的表面区域上电镀出一起始层。这一导电起始层与一电源的极相连。随后将整个装置浸入一种电解质液中，直至所述空隙被沉积的射线吸收材料填满为止。在涂层时，应尽可能确保电解质液均匀地循环流动。此外，必须采取适宜的方式保护探测器结构免受电解质以及电解时的温度影响。 按照本发明方法的另一实施形式，通过将一种低熔点且可强烈吸收X射线的材料浇注到所述空隙中来完成填充。在此，所选择的该浇注材料必须既不能在浇注过程中也不能通过以后的扩散对探测器造成危害。对于以无定形的非晶质硒为基的探测器来说，必须保证在浇注时硒的温度不能超过40-50℃，以避免结晶。这可通过在探测器和基础结构的表面之间加设一绝热中间层和/或另外通过对探测器的冷却来实现。此外，比较有利的是，在填充时采用减弱的空气压力或真空，以减少或避免填充时的空气夹杂。作为用于填充空隙的优选材料适合采用低共熔混合物、合金或元素。所述元素优选包含铅、锡、铋、镉、铟、水银或镓中的至少一种。 此外，也可以机械地例如通过刮铲、压制、浇铸或其它压力技术方法来填充所述空隙。这一点可这样来实现，即，将一种包含高核电荷数元素的材料一同混合或溶解在一种液态粘接剂中，再将其装入所述空隙中。此外比较有利的是，在充填时利用减小的空气压力或真空来减少或避免气体夹杂。 通过将优选栅格形的吸收X射线的结构仅仅或绝大部分安设在各个探测区域之间的空隙内，可杜绝与探测器的象素结构发生干涉。X射线探测器实际上始终具有一个小于1的充填系数(Fuellfaktor)。这尤其适用于涂覆有荧光材料的a-Si-探测器表面。即便是用硒涂覆的探测器表面，其充填系数也不为1，特别是在探测区或象素较小时更是如此。由此主要降低了在象素表面之间区域内的量子效率。如果现在一次射线仅仅被设置在象素之间的吸收散射射线的结构减弱，那么对于获得高的量子效率而言，这比所述吸收散射射线的结构任意设置时更有利。在象素与射线吸收结构之间不可能发生Moiré干扰。这可利用本发明的方法来实现，而不必专门设置一具有低通特性的转换层。由此可更好地看清图像细节，并且在高本振频率下可探测到的量子效率远远好于利用本发明前言中提到的文献US 6,021,173 A所述装置所实现的量子效率。利用将散射光栅直接安设在探测区上的本发明方法，即便在最短的照射时间下也可排除光栅成像。从而可取消用于使光栅移动的光栅机构和光栅控制装置。此外，通过将一个相对于探测器间隔设置的传统散射光栅取消，减小了几何形状的放大趋势并由此在相同尺寸的探测器情况下增大了被检测对象的尺寸规格。 散射光栅的上述布置改善了对一次射线的利用，因为散射光栅对一次射线不可避免的吸收仅仅发生在探测器的那些对形成图像信号贡献较小的几何形状区域里。 在本发明方法的一个优选实施形式中，基础结构的几何形状精确地根据探测器元件的矩阵形布置来选择，由此形成一个网格状的散射光栅，其中，供X射线穿透的区域与探测区...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丁霍埃塞尔，哈特穆特斯克莱比茨，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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