一种Ｘ射线照相成像装置包括具有第一厚度的第一闪烁荧光屏和具有第二厚度的第二闪烁荧光屏。在第一屏和第二屏之间设置透明基底。基底一侧上形成的成像阵列包括多个光电传感器和读出元件阵列。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般涉及数字x射线照相，具体来说，涉及在数字x射线照相平板成像检测器阵列中使用双屏、非对称荧光屏来提高图像质量。
技术介绍
通常，由于荧光屏的横向光漫射，采用闪烁荧光屏来吸收x射线和产生光的医用x射线侦测器会遭受到空间分辨率损失。为了减少横向光漫射和保持可接受的空间分辨率，必须将荧光屏制作得足够薄。成像装置的空间分辨率和X射线检测能力往往分别以调制传递函数(MTF)和X射线吸收效率为特征的。薄荧光屏以降低X射线吸收为代价产生较好的MTF。通常，荧光屏的涂层密度和厚度用于空间分辨率和X射线吸收效率两者之间的折衷设计。为了提高X射线吸收并保持空间分辨率，已经知道结合数字计算机X射线照相(CR)使用双屏来提高X射线吸收效益。在这样的CR装置中，采用存储体荧光屏来替代传统的屏蔽胶片装置中使用的即时发光荧光屏。对于CR来说不需要任何胶片。 一旦经过X射线啄光，存储体荧光屏以受到俘获的电荷形式存储潜像，其随后通常由扫描激光束读出以生成数字X射线图像。近来，基于有源矩阵薄膜电子元器件的数字平板成像检测器阵列已经对诸如诊断放射学和数字乳房X射线照相术的应用有希望。有两种用于数字X射线照相(DR)的X射线能量变换方法，即直接方法和间接方法。在直接方法中，光电导体中吸收的X射线直接转换为电荷信号，存储于有源矩阵阵列(AMA)的各像素电极，并用薄膜晶体管(TFT)读出以便生成数字图像。通常采用非晶硒(a-Se)作为光电导体。对于直接方法来说不需要任何荧光屏。在间接方法中，采用荧光屏来吸收X射线，由在每个像素具有单一光电二极管(PD)和TFT开关的AMA检鄉该焚光屏所发出的光子。该光电二极管正比于所吸收的X射线能量吸收荧光材料所发出的光。然后，如同直接方法那样，用TFT开关读出所存储的电荷。基于薄膜晶体管的若干种类成像阵列可用于图像检测。上述成像阵列包括具有非晶硅TFT开关的加氢的非晶硅(a-Si:H)光电检测器、具有低温多晶硅(LTPS)的非晶硅光电检测器、以及具有有机TFT (OTFT)开关的有机光电检测器。图1示出典型类型的公知的包括传感器阵列12的平板成像体10其电路的框图。基于a-Si的传感器阵列包括m条数据线14和n条行选择或栅极线16。每个l象素包括与TFT20连接的a-Si光电二极管18。每个光电二极管18与公共偏压线22和其相关联的TFT的漏极24连接。栅极线16与栅极驱动26连接。偏压线22带有加到光电二极管18和TFT20上的偏置电压。TFT 20由其相关联的栅极线26控制，在被寻址时将所存储的电荷传送给数据线14。读出期间，栅极线被导通有限时间(大约10至100微秒)，允许该行的TFT 20有足够时间将其像素电荷传送给全部m条数据线。数据线14与并行工作的电荷放大器28连接。 一般地，电荷放大器28被分为若干组，每一组通常具有32、64、或128个电荷放大器。每一组中相关联的电荷放大器检测图像信号，并按照时钟将各信号送至多路复用器30，由此上述各信号经过多路复用，随后由模拟数字变换器32数字化。接着将数字图像数据经过耦合传送至存储器。某些设计中，相关双采样(CDS)电路34可以设置于每一电荷放大器28和多路复用器30之间以减小电子噪声。栅极线16被顺序导通，对要扫描的整个帧需要大约若干秒。由计算机36执行另外的图像修正和图像处理，所生成的图像在显示器38上显示或由打印机40打印。图2示出单个典型种类的公知成像像素50的剖面(未按比例)，其中例如该公知的成傳 像素50用于其中图像检测元件为PIN光电二极管的常规的基于a-Si的平板成像体。每个成像像素50具有基底56上形成的PIN光电二极管52和TFT开关54。有一层X射线变换体(例如闪烁荧光屏58)与光电二极管TFT阵列耦合。TFT开关54包括下列各层形成TFT栅极电极和行选择线的第一金属层60;形成用于TFT的栅极绝缘体的绝缘层62;形成TFT所用的沟道区的内在非晶硅层64;形成TFT所用的源极和漏极的组成n型掺杂层66的非晶硅；形成TFT源极触点和漏极触点以及数据线的第二金属层68;以及绝缘层70。 PIN光电二极管52包括下列各层形成PIN光电二极管的背面触点以及TFT和PIN光电二极管两者间互连的第三金属层72;包含p型掺杂的非晶硅膜74;内在非晶硅膜76;包含p型掺杂的非晶硅膜78;诸如铟锡氧化物的透明接触电极80;绝缘层81，以及形成PIN光电二极管的最上面的触点的第四金属层82。图2中也示出有X射线光子路径84和可见光光子路径86。当单个X射线由屏58吸收时，各向同性地发出大量的光子。只有一部分的发出光到达光电二极管并被检测。本领域技术人员可理解这种具有a-Si PIN电极的基于a-Si的像素的工作。图3示出另一种类的公知的图像传感器阵列92的两个相邻像素90的剖面。该结构中，光电二极管94是以垂直方式在TFT开关96上面结合的，而非图2中所示的并排配置。该垂直方式结合的传感器阵列包括基底98;形成TFT栅极电极和行选择线的第一金属层100;形成TFT的栅极绝缘体的绝缘层102;形成TFT沟道的内在(即未掺杂的)非晶硅层104;形成TFT源极区和漏极区的n掺杂非晶硅膜106;以及经过图案形成来形成源极触点和漏极触点以及数据线的第二金属层108。绝缘层110用于将TFT平面112从PIN光电二极管平面114分开。PIN光电二极管包括形成背面接触电极的第三金属层116;顺序沉积的非晶硅的n掺杂层118;非晶硅的p掺杂层122和内在非晶硅层120;以及接着的透明接触电极124。光电二极管层经过图案形成来形成各自的感光元件。绝缘层126和形成偏压线的第五金属层128完成该像素。垂直方式结合的配置与并排的配置相比，由于感光面积相对于像素面积的较高比例(称为占空因数)，提供改善的感光能力。图4示出了在现有技术的基于a-Si的平板成像体中另一种类型的公知的成像像素140的剖面(未按比例)，其中图像检测元件为金属绝缘半导体(MIS)光电传感器142。每个成像像素140包括在基底146上形成的MIS光电传感器142和TFT开关144。 TFT开关144包括下列各层形成TFT槺极电极和行选择线的第一金属层148;形成TFT的栅极绝缘体的绝缘层150;形成TFT的沟道区的内在非晶硅层152;形成TFT源极和漏极的包含n型掺杂层154的非晶硅；绝缘层156;以及形成TFT源极触点和漏极触点以及数据线的第二金属层158。MIS光电二极管142包括下列各层形成MIS光电传感器栅极电极的第一金属层148;形成栅极绝缘体的绝缘层150;形成沟道区的非晶硅膜层152;形成漏极的非晶硅膜154;与n型层154相接触的透明电极160;绝缘层156;以及形成最上面触点的第二金属层158。本领域技术人员可理解这种具有MIS光电传感器的基于a-Si的非直接平板成像体的工作。本领域技术人员会认识到，诸如连续PIN光电二极管、连续MIS光电传感器、光电晶体管、以及光电导体这类的其他类型的光电传感器可由多种材料实现，其中该多种材料包括非晶硅半导体、多晶硅半导体、或单晶硅半导体、以及非硅半导体。而且本领域技术人员也会认识到，可使用诸如三晶体管工作像素电路、四晶体管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ｘ射线照相成像装置，包括： 具有第一厚度的第一闪烁荧光屏； 具有第二厚度的第二闪烁荧光屏； 设置于该第一屏和该第二屏之间的基底，该基底相对于用于该装置的Ｘ射线基本上透明；以及 设置于该基底的第一侧面和该第一屏和第 二屏中的一个之间的成像阵列，该成像阵列包括多个像素，每个像素包括至少一个光电传感器和至少一个读出元件。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：TJ特雷威尔，RS克尔，RW库尔平斯基，J约克斯顿，TJ沃奇克，KL叶，
申请(专利权)人：卡尔斯特里姆保健公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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