專利名稱：數(shù)字x射線探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字X射線探測(cè)器。
背景技術(shù)：
目前，在數(shù)字X射線成像中，首先公知能夠直接或間接地轉(zhuǎn)換X射線輻射的具有有源讀取矩陣的平面圖像探測(cè)器。這種X射線探測(cè)器基于由像素讀取元件組成的有源矩陣，該有源矩陣位于X射線轉(zhuǎn)換器層或閃爍器層的前層。在后一種情況下，入射的X射線量子首先在閃爍器層中轉(zhuǎn)換為可見光。有源矩陣分為多個(gè)具有光電二極管的像素讀取元件，這些光電二極管將光再次轉(zhuǎn)換為電荷并且位置分辨地存儲(chǔ)。光電二極管可以或者基于在玻璃基體上布置的非晶形的(amorph)硅，或者基于作為所謂的有源像素傳感器(APS)的CMOS技術(shù)制造。在所謂的直接轉(zhuǎn)換平面圖像探測(cè)器中同樣使用有源矩陣。但該有源矩陣設(shè)置 在例如由硒組成的轉(zhuǎn)換器層之前，在該轉(zhuǎn)換器層中入射的X射線量子直接轉(zhuǎn)換為電荷。由此該電荷再次被存儲(chǔ)到有源矩陣的像素讀取元件中。對(duì)于平面圖像探測(cè)器的技術(shù)背景也可以參見 M. Spahn et al.的 “Flachbilddetektoren in der R6ntgendiagnostik，，，DerRadiologe 43 (2003)，340 至 350 頁(yè)。一部分X射線量子由于物理原因在X射線轉(zhuǎn)換器層或閃爍器層中不是被吸收，而是穿過整個(gè)X射線探測(cè)器并且可以在X射線探測(cè)器的背面平板上反向散射。由此該反向散射的X射線量子可以再次與X射線轉(zhuǎn)換器層或閃爍器層相互作用并且通常導(dǎo)致成像時(shí)的質(zhì)量損失，因?yàn)槠渫ㄟ^反向散射關(guān)于整個(gè)矩陣分布。X射線量子的能量越高(例如>70kV)，則質(zhì)量損失越強(qiáng)烈，特別是結(jié)合涂覆鉛的背面平板。由于輻射防護(hù)需要涂覆鉛的背面平板，但具有SOkeV的透射輻射。為了減少反向散射，可以將由具有低散射系數(shù)的材料組成的衰減層涂覆到背面平板上，例如銅或鑰。但是，關(guān)于衰減層的反向散射的X射線光子脫出以及通過X射線轉(zhuǎn)換器層或閃爍器層反應(yīng)還存在相當(dāng)高的概率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種數(shù)字X射線探測(cè)器，其中降低了 X射線量子的反向散射的危險(xiǎn)以及與之相關(guān)的降低圖像質(zhì)量的危險(xiǎn)。上述技術(shù)問題通過按照本發(fā)明的數(shù)字X射線探測(cè)器來解決。本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式分別是相關(guān)的從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。本發(fā)明的基礎(chǔ)是如下的認(rèn)知，即眾所周知布置在檢查對(duì)象與X射線探測(cè)器之間的用于過濾散射的散射束光柵的原理也可以在X射線探測(cè)器的內(nèi)部傳輸，以便吸收并過濾在X射線探測(cè)器背面反向散射的X射線光子。用于探測(cè)X射線輻射的按照本發(fā)明的數(shù)字X射線探測(cè)器具有用于將X射線輻射直接或間接轉(zhuǎn)換為電荷的轉(zhuǎn)換器層、在其后布置的由用于存儲(chǔ)和讀取電荷的像素讀取元件組成的有源矩陣、以及在有源矩陣后面布置的背面平板，其中，在有源矩陣與背面平板之間布置了散射束光柵。這樣布置的散射束光柵過濾出大部分反向散射的X射線量子，并且僅允許反射了大約180°的X射線量子通過，該反射了大約180°的X射線量子有助于成像并且由此可以改善X射線圖像的質(zhì)量及其對(duì)比度。通過這種方式，散射束光柵由此有助于改善圖像質(zhì)量，使得散射的X射線量子可以被過濾并且反射的X射線量子可以沿著從X射線源出發(fā)的其原始路徑穿過。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，散射束光柵具有多個(gè)由吸收X射線輻射的材料組成的薄片，并且在這些薄片之間布置管道介質(zhì)(Schachtmedium)。這種散射束光柵是公知的并且可以按照簡(jiǎn)單的方式以及較少的花費(fèi)來使用和裝配。根據(jù)本發(fā)明的另ー種實(shí)施方式，薄片至少部分地由材料鉛、銅或鑰構(gòu)成。這些材料具有高的吸收常數(shù)并且由此特別良好地適用于構(gòu)造散射束光柵。合適地，背面平板至少部分地由鉛構(gòu)成，以便為X射線探測(cè)器的環(huán)境屏蔽X射線輻射。
公知的X射線探測(cè)器基于將X射線輻射或者直接或者間接地轉(zhuǎn)換為電荷的原理。在間接轉(zhuǎn)換的情況下，轉(zhuǎn)換器層由用于將X射線量子轉(zhuǎn)換為光的閃爍器層構(gòu)成，并且有源矩陣具有用于將光轉(zhuǎn)換為電荷的光電ニ極管。在直接轉(zhuǎn)換的情況下，轉(zhuǎn)換器層由用于將X射線量子轉(zhuǎn)換為電荷的直接轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明的另ー種實(shí)施方式，薄片被布置為在其縱向彼此平行或者基本上彼此平行并且垂直于入射的X射線輻射。也可以設(shè)置柵格形或者說ニ維布置的薄片，也就是多個(gè)基本上彼此平行的薄片，其與其它多個(gè)基本上彼此平行的薄片垂直布置。


下面根據(jù)示意性示出的實(shí)施例在附圖中對(duì)本發(fā)明以及按照從屬權(quán)利要求的特征的其它優(yōu)選的實(shí)施方式作進(jìn)ー步的說明，而不會(huì)由此將本發(fā)明限制到這些實(shí)施例。附圖中圖I示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的X射線探測(cè)器的視圖，圖2示出了具有散射束光柵的按照本發(fā)明的X射線探測(cè)器的視圖，以及圖3示出了散射束光柵的放大視圖。
具體實(shí)施例方式圖I示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的X射線探測(cè)器11。這種X射線探測(cè)器11具有直接轉(zhuǎn)換器18和由像素讀取元件組成的矩陣19，并且由殼體圍繞。在殼體的背面布置了背面平板(Rilckseitenplatte) 13,該背面平板例如由鉛組成，以便確保福射防護(hù)規(guī)定。從X射線源10出發(fā)原光子(Primarphoton) 12以一定概率穿過直接轉(zhuǎn)換器和有源矩陣，而不會(huì)被吸收。然后，原光子12在背面平板13上或者進(jìn)行散射，從而產(chǎn)生散射光子15，或者直接反射大約180°，從而產(chǎn)生反射光子16。散射的光子15擊中直接轉(zhuǎn)換器或矩陣的任意位置，只要被吸收就可以有助于增強(qiáng)噪聲。僅在原光子反射180°的情況下才有助于改善成像。圖2示出了按照本發(fā)明的X射線探測(cè)器11，其中在由像素讀取元件組成的有源矩陣19與背面平板13之間布置散射束光柵17。散射束光柵尤其直接布置在背面平板13的面向X射線輻射的那一面。如果原光子12在前面沒有被吸收的情況下穿過直接轉(zhuǎn)換器18和矩陣19，則擊中散射束光柵17。X射線探測(cè)器可以具有直接轉(zhuǎn)換器18和有源矩陣19，或者基于間接射線變換的原理，也就是以閃爍器和光電ニ極管來構(gòu)造。
散射束光柵17如圖3所示的那樣具有多個(gè)薄片20和分別布置在薄片20之間的管道介質(zhì)21。薄片20在其縱向彼此平行或者基本上彼此平行并且垂直于入射的X射線輻射布置。按照這種方式，一方面，使垂直入射到散射束光柵17的原輻射(Primarstrahlung )可以暢通無阻地穿過，而過濾掉傾斜入射的散射。另ー方面，如果其基本上被反射了 180°，則在背面平板13上由原光子12散射的X射線輻射再次穿過散射束光柵17。也就是，僅僅不吸收反射光子16。以其它角度的散射光子15被散射束光柵17過濾掉了。在此，充分地選擇薄片20的高度h，以便過濾出大部分傾斜反射的散射。散射束光柵可以說以“反射”運(yùn)行，也就是用于過濾反向散射的X射線輻射，反之公知在檢查對(duì)象與X射線探測(cè)器之間布置的散射束光柵以“透射”運(yùn)行，也就是用于過濾透射的散射。薄片的厚度d優(yōu)選明顯小于管道介質(zhì)21位于其中的中間空間的厚度D來選擇，以便避免在薄片上部的強(qiáng)烈反射。光柵距離、也就是兩個(gè)厚度的和(d+D)被稱為線數(shù)(Linienzahl)。對(duì)于良好地吸收了反向散射的X射線量子來說，光柵距離(d+D)與X射線探測(cè)器的像素讀取元件的像素間距相等或具有類似的數(shù)量級(jí)。由此例如在像素間距為150 u m時(shí)光柵距離也為150 u m。散射束光柵的薄片20可以在X射線源的X射線焦點(diǎn)上聚焦地對(duì)齊。在這種情況 下，薄片不是精確地彼此平行而是分別彼此傾斜了極小的角度，其中薄片在光柵中心點(diǎn)c垂直于背面平板，而其余的薄片隨著與光柵中心點(diǎn)増大的距離則越來越傾斜。作為用于薄片的材料優(yōu)選使用高吸收的材料，諸如鉛、銅或鑰。同樣背面平板13也優(yōu)選由這樣的材料、特別是鉛構(gòu)成，以便沒有X射線輻射可以穿過X射線探測(cè)器并且由此將人員或工具器械置于高的輻射負(fù)荷。管道材料例如可以由紙或其它已知用于散射束光柵的材料構(gòu)成。散射束光柵也可以構(gòu)造為柵格形的。散射束光柵也可以被移動(dòng)?？傊?，可以使用散射束光柵的每個(gè)已知的方式。通過按照本發(fā)明的X射線探測(cè)器，在X射線成像時(shí)防止了質(zhì)量損失，因?yàn)樯⑸涫鈻盼樟舜蟛糠址聪蛏⑸涞墓庾硬⑶覂H允許直接以180°或與之輕微偏差的角度的反射光子穿過。與180°的角度偏差越遠(yuǎn),散射光子被散射束光柵吸收的越強(qiáng)烈?？梢匀缦潞?jiǎn)要概括本發(fā)明為了在X射線成像中改善的圖像質(zhì)量，本發(fā)明提供了一種用于探測(cè)X射線輻射的數(shù)字X射線探測(cè)器，該數(shù)字X射線探測(cè)器具有用于將X射線輻射直接或間接轉(zhuǎn)換為電荷的轉(zhuǎn)換器層、在其后布置的由用于存儲(chǔ)和讀取電荷的像素讀取元件組成的有源矩陣、以及在有源矩陣后面布置的背面平板，其中，在有源矩陣與背面平板之間布置了散射束光柵，用于過濾散射輻射。
權(quán)利要求
1.一種用于探測(cè)X射線輻射的數(shù)字X射線探測(cè)器(11)，包括用于將X射線輻射直接或間接轉(zhuǎn)換為電荷的轉(zhuǎn)換器層；在其后布置的由用于存儲(chǔ)和讀取電荷的像素讀取元件組成的有源矩陣(19);以及在該有源矩陣(19)后面布置的背面平板(13)，其中，在所述有源矩陣(19)與所述背面平板(13)之間布置了散射束光柵，用于過濾散射輻射。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)字X射線探測(cè)器，其中，所述散射束光柵(17)具有多個(gè)由吸收X射線輻射的材料組成的薄片(20)，并且在所述薄片(20)之間布置了管道介質(zhì)(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字X射線探測(cè)器，其中，所述薄片(20)至少部分地由材料鉛、銅或鑰構(gòu)成。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的數(shù)字X射線探測(cè)器，其中，所述背面平板(13)至少部分地由鉛構(gòu)成。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的數(shù)字X射線探測(cè)器，其中，所述轉(zhuǎn)換器層由用于將X射線量子轉(zhuǎn)換為光的閃爍器層構(gòu)成，并且所述有源矩陣(19)具有用于將光轉(zhuǎn)換為電荷的光電二極管。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的數(shù)字X射線探測(cè)器，其中，所述轉(zhuǎn)換器層由用于將X射線轉(zhuǎn)換為電荷的直接轉(zhuǎn)換器(18)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字X射線探測(cè)器，其中，所述薄片(20)被布置為在其縱向彼此平行并且垂直于入射的X射線。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字X射線探測(cè)器，所述薄片(20)被布置為柵格形的。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的數(shù)字X射線探測(cè)器，所述散射束光柵(17)的柵格距離與所述X射線探測(cè)器(11)的像素讀取元件的像素間距基本上相等。
全文摘要
為了在X射線成像中改善圖像質(zhì)量，本發(fā)明提供了一種用于探測(cè)X射線輻射的數(shù)字X射線探測(cè)器，包括用于將X射線輻射直接或間接轉(zhuǎn)換為電荷的轉(zhuǎn)換器層、在其后布置的由用于存儲(chǔ)和讀取電荷的像素讀取元件組成的有源矩陣、以及在有源矩陣后面布置的背面平板，其中，在所述有源矩陣與所述背面平板之間布置了散射束光柵，用于過濾散射輻射。
文檔編號(hào)G01T7/00GK102736099SQ20121009047
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者B.桑德坎普, C.伊倫希爾, C.加布隆斯基, F.沃洛卡, F.阿特金格, G.哈姆, M.希爾德, M.斯塔克, R.亨里克 申請(qǐng)人:西門子公司