[發(fā)明專(zhuān)利]三維固態(tài)成像光電探測(cè)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780053544.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109642957A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·A·查波;D·B·麥克奈特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01T1/20
• 分類(lèi)號(hào): G01T1/20
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

一種探測(cè)器陣列(112)包括探測(cè)器像素(206)。所述探測(cè)器像素包括三維腔(304和306；432和404)，所述三維腔具有包括活性區(qū)域的壁(308/602和316；434和406/502)，所述活性區(qū)域探測(cè)在所述三維腔內(nèi)穿過(guò)的可見(jiàn)光子并且產(chǎn)生指示其的相應(yīng)電信號(hào)。所述探測(cè)器像素還包括第一閃爍體(320；410)，所述第一閃爍體被設(shè)置在所述三維腔中與至少一個(gè)探測(cè)器像素的底部(320；416)鄰近。所述探測(cè)器像素還包括第二閃爍體(326；444)，所述第二閃爍體被設(shè)置在所述三維腔中在所述第一閃爍體的頂部，其中，第一閃爍體和第二閃爍體響應(yīng)于吸收X射線光子而發(fā)射所述可見(jiàn)光子。所述壁中的至少一個(gè)相對(duì)于探測(cè)器像素垂直地取向，從而使對(duì)應(yīng)的活性區(qū)域與第一閃爍體或者第二閃爍體中的一個(gè)之間的接觸面積最大化。

技術(shù)領(lǐng)域

以下總體上涉及一種成像探測(cè)器并且更具體地涉及一種三維(3D)固態(tài)成像光電探測(cè)器并且結(jié)合計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)(包括醫(yī)學(xué)和/或行李CT掃描器)來(lái)描述。然而，以下還適用于其他成像模態(tài)和/或成像應(yīng)用。

背景技術(shù)

計(jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器通常包括X射線管，所述X射線管被安裝在圍繞檢查區(qū)域關(guān)于z軸旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)機(jī)架上。X射線管發(fā)射穿過(guò)檢查區(qū)域和被定位在其中的對(duì)象或者物體的輻射。X射線敏感輻射探測(cè)器陣列對(duì)著檢查區(qū)域與X射線管相對(duì)圍成一角弧，檢測(cè)穿過(guò)檢查區(qū)域的輻射，并且生成指示其的信號(hào)。重建器處理信號(hào)并且重建指示掃描期間檢查區(qū)域和其中的對(duì)象或物體的部分的體積圖像數(shù)據(jù)。

這樣的探測(cè)器陣列已經(jīng)包括晶體或者石榴石閃爍體，其直接地被安裝到平坦的固態(tài)光電探測(cè)器，諸如光電二極管。閃爍體材料響應(yīng)于利用X射線光子的轟擊而產(chǎn)生可見(jiàn)光子，所述可見(jiàn)光子然后被轉(zhuǎn)換為光電探測(cè)器中的電流或者脈沖。然而，光電探測(cè)器中的電荷載流子的收集的響應(yīng)時(shí)間和效率與現(xiàn)今的平坦X射線敏感輻射探測(cè)器陣列的幾何結(jié)構(gòu)以及響應(yīng)于光子而生成電荷載流子的閃爍體硅探測(cè)器之間的相互作用有關(guān)。

Chappo等人的US 2015/0276939A1(通過(guò)引用將其整體并入本文)描述了一種具有深度的第三維的X射線敏感輻射探測(cè)器陣列。該3D探測(cè)器陣列的幾何結(jié)構(gòu)改進(jìn)相對(duì)于二維(2D)平坦光電探測(cè)器的電荷收集效率。遺憾的是，電荷收集低效率導(dǎo)致患者利用不有助于圖像的電離輻射來(lái)輻照，并且電子輻射能夠引起對(duì)組織的損壞，這能夠?qū)е略S多健康問(wèn)題。這樣一來(lái)，在電荷收集效率中還需要未解決的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本文所描述的方法解決上文提到的問(wèn)題和/或其他問(wèn)題。

在一個(gè)方面中，探測(cè)器陣列包括探測(cè)器像素。所述探測(cè)器像素包括具有包括活性區(qū)域的壁的三維腔，所述活性區(qū)域探測(cè)在所述三維腔內(nèi)穿過(guò)的可見(jiàn)光子并且產(chǎn)生指示其的相應(yīng)電信號(hào)。所述探測(cè)器像素還包括第一閃爍體，所述第一閃爍體被設(shè)置在所述三維腔中與至少一個(gè)探測(cè)器像素的底部鄰近。所述探測(cè)器像素還包括第二閃爍體，所述第二閃爍體被設(shè)置在所述三維腔中在所述第一閃爍體的頂部，其中，所述第一閃爍體和所述第二閃爍體響應(yīng)于吸收X射線光子而發(fā)射所述可見(jiàn)光子。所述壁中的至少一個(gè)相對(duì)于探測(cè)器像素被垂直取向，從而使對(duì)應(yīng)的活性區(qū)域與所述第一閃爍體或者所述第二閃爍體中的一個(gè)之間的接觸面積最大化。

在另一方面中，一種方法包括利用三維固態(tài)成像光電探測(cè)器的閃爍體接收X射線光子；利用所述閃爍體吸收所述X射線光子；并且利用所述閃爍體并且響應(yīng)于吸收所述X射線光子而產(chǎn)生指示所述X射線光子的能量的可見(jiàn)光子。所述方法還包括利用所述三維固態(tài)成像光電探測(cè)器的活性區(qū)域感測(cè)所述可見(jiàn)光子；并且利用活性區(qū)域并且響應(yīng)于探測(cè)到所述可見(jiàn)光子而產(chǎn)生指示所述X射線光子的能量的電信號(hào)。所述閃爍體與活性區(qū)之間的接觸面積最大化。

在另一方面中，一種成像系統(tǒng)包括：X射線源，其被配置為發(fā)射X射線；三維固態(tài)成像光電探測(cè)器，其被配置為探測(cè)X射線并且生成指示其的信號(hào)；以及重建器，其被配置為對(duì)來(lái)自所述探測(cè)器的信號(hào)進(jìn)行重建。所述三維固態(tài)成像光電探測(cè)器包括第一閃爍體和第二閃爍體，所述第一閃爍體和所述第二閃爍體被設(shè)置在活性區(qū)的一個(gè)或多個(gè)凹槽中，使得第一閃爍體和第二閃爍體之一與活性區(qū)域的壁之間的接觸面積被最大化。