[发明专利]成像设备

说明书

成像设备包括：第一闪烁体层；检测器元件阵列，其中检测器元件阵列包括第一检测器元件；第二闪烁体层，被配置为接收在辐射已经传递通过第一闪烁体层和检测器元件阵列之后的辐射，其中检测器元件阵列位于第一闪烁体层和第二闪烁体层之间；第一电极，位于比第二闪烁体更靠近第一闪烁体的位置；以及第二电极，处于第二闪烁体和第一检测器元件之间；第一检测器元件被配置为响应于来自第一闪烁体层的光而生成第一电信号，以及响应于来自第二闪烁体层的光而生成第二电信号；第二电极被配置为允许来自第二闪烁体层的光到达第一检测器元件。

技术领域

应用领域涉及成像设备，并且更具体地涉及医学成像设备。

背景技术

成像设备(例如，x射线成像仪)已用于诊断和治疗目的。一个类型的x射线成像仪是被配置为使用诊断辐射源来操作的诊断成像仪。另一类型的x射线成像仪是被配置为与治疗辐射源一起使用的高DQE检测器。x射线成像仪还可以被配置用于与诊断辐射束和治疗辐射束一起使用。

为射野影像创建高DQE检测器提出了重大的技术挑战。一个方法使用与电子射野影像设备(EPID)耦合的厚像素化闪烁体阵列。传入的x射线光子将能量存入闪烁体中，闪烁体然后经由发光来产生光量子。在发光事件之后这些光量子产生随机的偏振和方向矢量，并在整个闪烁体中传输，在此期间它们可以被反射、折射和散射。最终，许多光子将穿过闪烁体和光电二极管阵列之间的边界，被EPID的光电二极管吸收，并被转换为电流来进行读出和数字化。尽管该技术很有前景，但性能可能并不理想，并且为了减少光串扰，将晶体闪烁体切割为平行六面体并在它们之间粘贴反射隔片的成本相当高昂。

此外，在某些情况下，x射线成像仪(例如，诊断x射线成像仪或射野影像仪)还可以包括耦合到光电二极管阵列的闪烁体。x射线光子在闪烁体中存入能量，从而产生具有随机的方向和偏振矢量的光量子。一定百分比的光量子将穿过闪烁体、光电二极管边界并沉积能量。光电二极管将光量子转换为电子-空穴对。在足够的电荷量被收集之后，信号被读出并数字化来形成图像。为了实现足够高的空间分辨率，光学模糊需要被最小化。这意味着，与给定x射线光子相关联的光电二极管信号应被局部定位为横向邻近于x射线光子与闪烁体相互作用的位置。实现该目标的常见方法是通过使用像素化几何图形，像素化几何图形使用反射隔片来限制光量子。不幸的是，该方法的制造成本高，并且并入大面积的成像仪不太现实。类似地，将晶体闪烁体(例如，Csl、CdW04、BGO)切割为平行六面体、在它们之间粘贴反射隔片、并且然后将像素组合为完整阵列的过程可能非常昂贵。像素化几何图形的另一缺点是由于隔片的有限厚度而导致了填充因子(和相关联的量子效率)的损失。

此外，目前用于兆伏辐射的非晶硅基平板成像仪的x射线转换效率非常低。只有约1.3％的x射线光子用于成像。换言之，超过98％的成像剂量丢失，并且不用于图像形成。使用较厚闪烁体的方法或者非常昂贵(因为闪烁体必须被像素化)，或者必须呈现非常高的成像性能(由于所添加的模糊)。

发明内容

成像设备包括：第一闪烁体层；检测器元件阵列，其中检测器元件阵列包括第一检测器元件；以及第二闪烁体层，被配置为接收在辐射传递通过第一闪烁体层和检测器元件阵列之后的辐射，其中检测器元件阵列位于第一闪烁体层和第二闪烁体层之间；其中第一检测器元件被配置为响应于来自第一闪烁体层的光而生成第一电信号，以及响应于来自第二闪烁体层的光而生成第二电信号；并且其中成像设备进一步包括：第一电极，与第二闪烁体相比更靠近第一闪烁体；以及第二电极，位于第二闪烁体和第一检测器元件之间，其中第二电极被配置为允许来自第二闪烁体层的光到达第一检测器元件；和/或位于第一闪烁体层和第一检测器元件之间的第一中性密度滤波器和/或位于第二闪烁体层和第一检测器元件之间的第二中性密度滤波器。