[發明專利]高分辨率、高速輻射成像的方法和設備

在審

• 申請號: 201980041987.2
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN112313544A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 卡里姆·S·卡里姆;克里斯·斯特克;李云哲
• 申請（專利權）人: KA影像公司
• 主分類號: G01T1/29
• 分類號: G01T1/29;A61B6/03
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

該方法和系統提供了一種成像系統，用于從諸如X射線和高能電子之類的電磁輻射中產生靜態和動態圖像。該探測器包括頂部電極層、光電導層和底部電極層。在底部電極層內是用于感測輻射的一組像素電路。光電導層的厚度至少是各個像素電路之一的間距的三倍。

技術領域

本公開總體上針對圖像探測，并且更具體地，針對用于高分辨率、高速輻射成像的方法和設備。

背景技術

成像裝置通常使用與像素化電子讀出陣列集成的(由諸如非晶硅、有機半導體或非晶硒的材料制成的)非晶半導體或半導體層以利用諸如X射線、γ射線、高能電子和β粒子的輻射來對物體成像。然而，眾所周知，非晶半導體由于在半導體本體內部以及在層之間的界面處的電荷俘獲而遭受包括圖像遲滯的記憶效應(其表現為獲取完成后所獲取圖像的持久性)。該俘獲的電荷隨后的不穩定釋放進一步增加了圖像遲滯。

該遲滯通常轉化為較慢的速度讀出，從而限制或降低了大面積探測器的運行速度。這是有問題的，因為乳腺X線攝影斷層合成X射線探測器通常需要以每秒大于一幀的速度獲取數據。此外，在特定感測像素附近俘獲的電荷可能導致跨多個幀在相鄰像素上識別圖像，從而導致空間分辨率退化。

通常使用調制傳遞函數(MTF)度量來測量空間分辨率，而MTF退化從根本上限制了(由于具有分辨小特征尺寸的能力而受到青睞的)高分辨率X射線探測器。這種電荷俘獲會影響許多不同的成像應用。

諸如乳腺X線攝影斷層合成或乳腺X線計算機斷層掃描(CT)的新興應用通常需要具有最小遲滯的高分辨率(即，高MTF)X射線探測器。

因此，提供了用于高分辨率、高速輻射成像的新穎的方法和設備。

發明內容

在一個實施例中，本公開針對一種高分辨率輻射探測器，其能夠以具有低遲滯的高幀速率工作，特別是用于新興的成像應用(例如但不限于乳腺X線攝影斷層合成或乳腺X線計算機斷層掃描(CT))中。

在本公開的一種方法中，提供了一種高分辨率輻射探測的方法，其以高幀速率提供低遲滯。

在本公開的一個方面，提供了一種用于從入射輻射產生圖像的系統，該系統包括：頂部電極層；光電導層；一組底部電極；基底層；以及集成在該組底部電極中的一組像素電路；其中，光電導層的厚度至少是單個像素電路的間距的三倍。

在另一方面，該間距小于或等于約25微米。在另一方面，該組像素電路中的每個像素電路均包括存儲電容器和像素讀出電路。在另一方面，像素讀出電路由CMOS、金屬氧化物、有機或多晶硅半導體技術制成。在另一方面，光電導層由非晶硒、鈣鈦礦、有機半導體、HgI2、PbO、PbI或TlBr制成。

在另一方面，頂部電極層是鋁、金、鉻或銀層。在另一方面，一組底部電極中的每個均是鋁底部電極。

在本公開的另一方面中，提供了一種高速成像的方法，該方法包括：經由具有間距尺寸小于或等于25微米的一組像素電路和厚度至少是間距尺寸三倍的光電導層的探測器，來感測一組接收到的輻射信號；以及對于一組像素電路中的每個，將接收到的輻射信號轉換為對應值。

在另一方面，該方法還包括：對像素電路的預定分組的對應值進行合并。在另一方面，該方法還包括：將合并后的值傳送到處理器。在又一方面，該方法還包括：將對應值傳送到處理器。在又一方法中，光電導層的厚度為像素間距的至少五倍。

附圖說明

現在將參考附圖僅以示例的方式描述本公開的實施例，其中：

圖1a示出了用于射線照相成像的系統的示意圖；

圖1b是射線照相探測器系統的示意圖；

圖2是在圖1b的探測器系統中使用的像素陣列的示意圖；

圖3a是示出MTF相對空間頻率的圖；