[發明專利]可平鋪多層探測器

無效

• 申請號: 200710149040.2
• 申請日: 2007-09-07
• 公開（公告）號: CN101138502A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: J·E·特卡奇克;J·D·肖特;J·W·勒布朗;J·W·羅斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;G01T1/161;G01N29/24;G03B42/02;H05G1/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 張雪梅;王小衡

技術領域

本發明一般而言涉及用于診斷成像的射線照相探測器，更具體而言涉及用于諸如在計算機斷層攝影(CT)應用中的高通量率(fluxrate)成像的大面積探測器。

背景技術

諸如X射線和計算機斷層攝影(CT)的射線照相成像系統已經被用于實時觀察目標的內部。通常，成像系統包括X射線源，該X射線源配置成朝諸如患者或一件行李的感興趣目標發射X射線。諸如輻射探測器的探測裝置置于目標的另一側上且配置成探測透射穿過該目標的X射線。

常規CT和其他射線照相成像系統利用將射線照相能量轉換成電流信號的探測器，該電流信號在時間段上被積分，隨后被測量并最終被數字化。然而這些探測器的缺點為他們不能夠計數常規CT系統通常碰到的X射線光子通量率。另外，常規探測器還缺乏跟蹤入射X射線的能量的能力。例如，光子計數直接轉換探測器已知遭受主要由于探測器堆積(pile?up)引起的在高計數率時減小的探測量子效率(DQE)。此外，非常高的X射線光子通量率已知會導致堆積和偏振，最終引起探測器飽和。換言之，這些探測器通常在比較低的X射線通量水平閾值下飽和。高于這些閾值時，探測器響應無法預測或者具有退化的劑量利用。也就是說，一旦像素飽和(對應于所產生的信號中的亮斑)，額外的輻射不會在圖像中產生有用的細節。

先前構想的允許在高X射線通量率下光子計數的解決方案包括采用尺寸比較小的像素來實現更高的空間分辨率并降低通量率靈敏度。遺憾的是，像素尺寸的這種減小導致增大的成本。

此外，例如醫學和工業成像、NDE、安保、行李掃描、天體物理和醫療的應用要求使用包含大面積的更大覆蓋度的探測器。在例如但不限于計算機斷層攝影(CT)、超聲和乳房造影術的醫學診斷領域，期望采用更大的探測器以有利于在單次臺架旋轉時從解剖結構的大部分采集圖像數據，由此增強圖像質量。

先前構想的獲得更大覆蓋度的解決方案涉及增加探測器元件的行數。還利用探測器陣列來克服與采用單一大面積探測器相關聯的問題。可以采用X-Y平面來組裝探測器陣列，以有利于構造大面積探測器陣列。然而，這些陣列可能非常密集，且需要大量的控制和放大器電子電路來驅動該陣列的各個探測器。目前，用于驅動各個探測器的控制和放大器電子電路也置于該X-Y平面內，導致大的足印以及潛在地由于需要將電子電路置于探測器內或相鄰于探測器所需的探測器區域內的間隙。此外，將各個探測器與關聯電子電路耦合的輸入/輸出(I/O)的密度可能非常高。此外，I/O的密度可能太大，以至于傳統的互連策略難以應對。目前，將探測器元件耦合到電子裝置所需的互連長度非常長。期望最小化互連長度，從而克服與比較長的互連長度相關聯的問題，例如電容的影響以及退化的信號質量。

因此需要設計一種在通常發現于常規射線照相系統中的X射線光子通量率下不飽和的探測器。具體而言，迫切需要一種有利地增強探測器內的通量率的設計，這種設計使得在醫學和工業應用中具有能量辨別的光子計數，由于通量率或動態范圍要求太高，這迄今為止仍是無法實現的。此外，特別地需要組裝大面積探測器陣列以克服相關聯的問題，例如與制造有關的復雜度和成本。此外，期望將關聯的電子電路置為緊鄰探測器陣列的各個探測器元件，從而最小化系統尺寸、復雜度、互連長度并增強探測器的性能。

發明內容

簡言之，依據本技術的一些方面，提供了一種探測器組件。該探測器組件包括具有頂面和底面的第一探測器層，其中該第一探測器層包括多個第一耦合間隙。此外，該探測器組件包括第一互連結構，該第一互連結構操作地耦合到該第一探測器層且配置成有利于將第一組圖像數據從該第一探測器層傳輸到底板(backplane)電子電路。該探測器組件還包括具有頂面和底面且置為相鄰于該第一探測器層底面的第二探測器層，其中該第二探測器層包括配置成有利于該第一互連結構從該第一探測器層通過其到底板電子電路的多個第二耦合間隙。另外，該探測器組件包括第二互連結構，該第二互連結構操作地耦合到該第二探測器層且配置成有利于將第二組圖像數據從該第二探測器層傳輸到底板電子電路。