成像探測器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及成像探測器，并且更具體地涉及高分辨率和/或光譜鑒別成像探測器，并且結(jié)合計算機斷層攝影(CT)進行描述。然而，本發(fā)明也適于其他成像模態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0002]計算機斷層攝影(CT)掃描器總體包括被安裝在能旋轉(zhuǎn)的機架上的X射線管，所述能旋轉(zhuǎn)的機架圍繞檢查區(qū)域關(guān)于Z-軸旋轉(zhuǎn)。X射線管發(fā)射橫穿檢查區(qū)域和被定位在其中的對象或目標(biāo)的輻射。探測器陣列在檢查區(qū)域?qū)γ媾cX射線管相對，對向一角度弧，探測橫穿檢查區(qū)域的輻射，并且生成指示其的信號。重建器處理所述信號，并且在掃描期間重建指示其檢查區(qū)域和其中的對象或目標(biāo)的部分的體積圖像數(shù)據(jù)。
[0003]由于以權(quán)衡探測效率來換取更高的分辨率，高分辨率和低劑量成像的“真實世界”的探測器實現(xiàn)方式問題是矛盾的。通過范例，探測器布置已經(jīng)包括了由非活動(或非光敏)區(qū)域分開的探測器像素陣列。每個探測器像素包括探測撞擊在其上的可見光子的活動(或光敏)區(qū)域。幾何效率，如探測器陣列的面積的百分比，可以被定義為由探測器陣列的面積劃分的活動區(qū)域的面積的總和，包括活動面積和非活動面積兩者。
[0004]為了增加分辨率，在給定了靜態(tài)探測器陣列大小的情況下，可以減小探測器像素中的每個的活動區(qū)域的寬度，導(dǎo)致針對給定的靜態(tài)探測器陣列大小的更小的探測器像素。然而，在給定了像素之間具有最小固定分隔距離的情況下，減小單個像素的活動面積本身增加了非活動區(qū)域的面積的百分比。這樣減少活動面積的百分比減小了探測器的幾何效率，因此存在分辨率與幾何效率之間的權(quán)衡。
[0005]至少鑒于以上所述，存在對于增加分辨率而具有更少的探測器效率損失、并且任選地更低劑量的其他探測器配置的未解決的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文中描述的方面解決了以上提到的問題和/或其他問題。
[0007]在一個方面中，探測器陣列包括至少一個探測器像素，所述至少一個探測器像素具有定義三維體積的空腔。所述空腔的表面包括至少兩個光敏區(qū)域和在它們之間的非光敏區(qū)域，定義至少兩個子像素，所述至少兩個子像素探測在三維空腔內(nèi)橫穿的可見光子并且產(chǎn)生指示其的相應(yīng)的信號。所述探測器陣列還包括閃爍體，所述閃爍體包括被定位在所述空腔中的第一子部分，并且所述第一子部分響應(yīng)于吸收X射線光子而發(fā)射所述可見光子。由所述第一子部分發(fā)射的可見光子是由所述至少兩個子像素兩者探測的。
[0008]在另一方面中，一種方法包括探測由閃爍體發(fā)射的可見光子，所述閃爍體被設(shè)置在探測器像素的三維空腔中，其中，所述空腔具有光敏表面，并且所述表面的第一子部分對應(yīng)于所述探測器像素的第一子像素，并且所述表面的第二不同的子部分對應(yīng)于所述探測器像素的第二子像素，并且所述第一子部分和所述第二子部分兩者都探測由所述閃爍體發(fā)射的可見光子。
[0009]在另一方面中，一種方法包括:獲得具有至少一個探測器像素的探測器片，所述探測器像素包括具有至少兩個不同的光敏表面的三維空腔；并且在所述空腔中安裝閃爍體。
[0010]本發(fā)明可以采取各種部件和各部件的布置以及各種步驟和各步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優(yōu)選實施例的目的，并且不得被解釋為對本發(fā)明的限制。
【附圖說明】
[0011]圖1示意性地圖示了包括具有被配置用于高分辨率和/或光譜成像的探測器像素的探測器陣列的范例成像系統(tǒng)。
[0012]圖2示意性地圖示了探測器陣列的多行探測器片。
[0013]圖3示意性地圖示了探測器陣列的范例探測器片。
[0014]圖4示意性地圖示了探測器陣列的高清晰度探測器像素的自上向下的視圖。
[0015]圖5示意性地圖示了探測器陣列的高清晰度探測器像素的沿圖4的線A-A的橫截面視圖。
[0016]圖6圖示了作為沿活動區(qū)域的位置的函數(shù)的探測器像素的子像素對的輸出信號。
[0017]圖7圖示了具有四個活動區(qū)域的范例探測器像素。
[0018]圖8圖示了具有六個活動區(qū)域的范例探測器像素。
[0019]圖9示意性地圖示了具有單片閃爍體的探測器陣列的光譜探測器像素的沿圖4的線A-A的橫截面視圖，。
[0020]圖10示意性地圖示了具有多個光譜離散的閃爍體的探測器陣列的光譜探測器像素的沿圖4的線A-A的橫截面視圖。
[0021]圖11示意性地圖示了探測器陣列的高清晰度光譜探測器像素的沿圖4的線A-A的橫截面視圖。
[0022]圖12示意性地圖示了包括平行六面體空腔的探測器陣列的范例探測器片。
[0023]圖13示意性地圖示了包括具有圓形底部的空腔的探測器陣列的范例探測器片。
[0024]圖14圖示了范例方法。
【具體實施方式】
[0025]首先參考圖1，圖示了成像系統(tǒng)100，例如計算機斷層攝影(CT)掃描器。
[0026]成像系統(tǒng)100包括總體固定的機架102和旋轉(zhuǎn)機架104。旋轉(zhuǎn)機架104通過軸承(不可見)等由固定機架102可旋轉(zhuǎn)地支撐，并且圍繞檢查區(qū)域106關(guān)于縱向或Z-軸旋轉(zhuǎn)。輻射源108 (例如X射線管)由旋轉(zhuǎn)機架104支撐，并隨旋轉(zhuǎn)機架104旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)射輻射。準(zhǔn)直器109較準(zhǔn)輻射，產(chǎn)生橫穿檢查區(qū)域106的一般為錐形、扇形、楔形或其他形狀的輻射束。
[0027]輻射敏感探測器陣列112在檢查區(qū)域106對面與輻射源108相對，對象一角度弧，并且探測橫穿檢查區(qū)域106的輻射，并且生成并且輸出指示其的信號。輻射敏感探測器陣列112包括一行或多行探測器片114。Chappo等人的美國專利6510195描述了適合的探測器片的范例，通過引用將其整體并入本文。任選地，可以與輻射敏感探測器陣列112—起采用聚焦或非聚焦防散射光柵(ASG)。
[0028]在圖2中示意性地示出了探測器陣列112的子部分的范例。在該范例中，M行(其中M是整數(shù))202^20?,……、202M(共同被稱為行202)包括N個探測器片114 (其中N是整數(shù))。行202i包括探測器片114n、11412、……、1141(n_d、1141n。行2022包括探測器片114 21、11422、……、11420^)、11421<。行 202M包括探測器片 114 M1UHh2、……N 個探測器片114各自被耦合到探測器模塊20^204、……、204M，所述探測器模塊被配置為安裝在系統(tǒng)100中，沿Z-軸彼此平行。
[0029]圖3示意性地示出了探測器片IHu(其中I和J是整數(shù))的非限制性范例。注意到，圖示的探測器片114口的相對幾何結(jié)構(gòu)(即形狀、大小等)是非限制性的。探測器片IHu包括閃爍體層302，閃爍體層302被光學(xué)耦合到光敏層308的光敏面304。光敏層308具有由非活動(或非光敏)區(qū)域分開的多個活動區(qū)域或光敏像素306 (為清晰起見僅示出了一個)。光敏層308的非光敏面310被電氣耦合到襯底312，襯底312包括讀出電子設(shè)備(例如ASIC)和/或其他電路。
[0030]在一個實例中，光敏層308和光敏像素306是硅，并且光敏像素306是光敏層308的部分。光敏層308的非活動區(qū)域包括將每個探測器像素互連到電觸點的電極。襯底312可以包括硅ASIC，所述硅ASIC被直接結(jié)合到硅光敏層308的非光敏區(qū)，與電觸點電氣通信。在Luhta等人的美國專利申請公開2009/0121146中描述了這樣的硅探測器的非限制性范例，通過引用將其整體并入本文。
[0031]如下面更詳細地描述的，在一個實例中，光敏像素306包括凹槽或空腔，所述凹槽或空腔定義三維(3D)體積并且包括具有由非活動區(qū)域分開的多個子像素或活