[发明专利]具有改进的空间采样的双屏射线照相检测器

说明书

技术领域

本发明涉及数字射线照相检测器。更具体地，本发明涉及一种具有两 个闪烁屏和改进的空间采样的数字射线照相检测器。

背景技术

数字射线照相成像设备正越来越多地被使用于医疗和工业应用中。传 统的射线照相成像设备通常包括形成在基底上的像素阵列。每个像素包括光 敏元件和读取元件。传统的已知光敏元件包括p-n结光电二极管、金属-绝 缘体-半导体(MIS)光电容器、以及针扎(PIN型)光电二极管，等等。当 前最常使用的读取元件是薄膜晶体管(TFT)，尽管其他的读取元件也可以 被使用。在使用中，光敏元件将入射光转化成电信号，并且由读取元件读取 该电信号。用于每个像素的电信号被读取，并且这些信号被用来通过阵列再 生图像。例如，利用适当的处理，电信号能够被显示在显示器或视频监视器 上，以显示曝光的图像。

数字辐射检测器通常与X射线图像源一起使用。具体地，诸如人或无 生命物体的待成像物体被布置在X射线图像源和射线照相成像设备之间， 并且要成像的物体被X射线被曝光。X射线穿过物体，并且在从物体中出 现时被射线照相成像设备检测到。X射线可以被检测到，或者可以被闪烁器 首先转换成可见光。当提供闪烁屏时，其通常被设置在物体和光敏元件之间， 以将X射线转化为可见光谱内的光，用于通过光敏元件转化为电信号。

通常，使用闪烁荧光屏来吸收X射线并产生光的医疗X射线检测器由 于荧光屏中的侧向光扩散而遭受空间分辨率损失。为了减少侧向光扩散并保 持可接受的空间分辨率，荧光屏必须被制造得足够薄。

成像装置的空间分辨率和X射线检测能力通常分别由调制传递函数 (MTF)和X射线吸收效率表征。薄的荧光屏以减少X射线吸收为代价 产生更好的MTF。通常，荧光屏的涂覆密度和厚度被使用在空间分辨率 和X射线吸收效率之间的设计权衡中。

例如，Lanex细屏和Lanex快回屏是由Eastman Kodak公司制造的两 种典型的商用屏，都由Gd₂O₂S(Tb)荧光剂制成。Lanex快回屏较厚，并 且更高效地吸收X射线，但是其具有比Lanex细屏更低的分辨率。另一 方面，Lanex细屏比Lanex快回屏薄，吸收X射线较为低效，但是具有 较高的分辨率。Lanex细屏和Lanex快回屏的涂覆密度分别是34mg/cm²和133mg/cm²。Lanex细屏和Lanex快回屏分别具有24％和63％的X射 线吸收效率(对于80kVp，具有钨目标，2.5-mm Al固有过滤，并被0.5-mm Cu过滤)和5c/mm下的0.26和0.04的MTF值。通常，X射线闪烁器 的信噪比(SNR)随着闪烁器的X射线吸收效率增加而增加。X射线闪 烁器的MTF还可以通过MTF等于50％时的空间频率(f_1/2)来评价。随 着该空间频率(f_1/2)值增加，闪烁器的MTF也增加。对于上述示例，f_1/2的值对于Lanex细屏为2.6c/mm，对于Lanex快回屏为1.0c/mm。

为了改进X射线吸收并保持空间分辨率，双屏结合双感光乳剂薄膜 的使用已经结合在传统的丝网薄膜(screen film，SF)射线照相装置中。 类似地，双屏技术同样已经被使用在计算射线照相(CR)中，以改进X 射线吸收效率。在数字CR装置中，使用存储荧光屏来代替SF装置中使 用的即时发光荧光屏。无需薄膜。在X射线曝光后，存储荧光屏存储呈 捕集的电荷的形式的潜在图像，该图像随后被读取，一般是由扫描激光 束读取，以产生数字射线照相图像。

公知为双能量减影成像(dual energy subtraction imaging)的另一种 成像技术已经被用来减少解剖背景对胸部射线照相和血管照相中的疾病 检测的影响。该方法基于骨骼和软组织的不同能量依赖吸收特性。通常， 产生两个原始图像。一个是低能量高对比度图像，而另一个是高能量低 对比度图像。通过采用这两个图像的非线性组合，能够获得清晰的的骨 骼图像和软组织图像。这种成像技术将利用图像提高病理学的诊断和解 剖学的描绘。