[发明专利]包括光反射材料的射线探测器

说明书

技术领域

本发明涉及射线探测器以及光反射材料在射线探测器中的应用。

背景技术

射线探测器特别地使用在计算机体层(CT)扫描仪中并将特别参考其进行描述。但是，本发明还可用于DF(衍射)和RF(射频)成像、X射线透视检查、放射线照相术、及用于医疗和非医疗检查的其它检查系统。

计算机体层(CT)成像通常采用X射线源，该X射线源产生横穿检查区域的X射线束。安排在检查区域中的对象与横穿的X射线相互作用并吸收一部分X射线。包括探测器元件阵列的二维射线探测器与X射线源相对设置以探测和测量所发射的X射线的强度。

典型地，X射线源和射线探测器安装在旋转的台架的相对侧，从而获得对象的角形范围的投射示图。在一些配置中，将X射线源安装在旋转台架上而将射线探测器安装在固定台架上。在任一配置中，采用过滤的反投影或者另一种重建方法对投影示图进行重建以产生对象或者其被选部分的三维图像表示。

射线探测器可包括由成像元件(例如闪烁晶体)阵列组成的成像板，该成像元件响应于X射线产生称为闪烁事件的光猝发。这样的射线探测器还可包括光电探测器阵列，例如光电二极管阵列，其设置为观察闪烁晶体并产生表示闪烁事件的空间位置和强度的模拟电信号。用于CT扫描仪和一般体格检查的成像板包括独立响应入射的X射线并产生电信号的像素组件，所述电信号用于产生数字图像。在一些探测器中，闪烁体组件包括组装在一起或者例如通过切削或者其它半导体制造技术从公共闪烁体板切割的单个晶体阵列。

现在大多数CT制造商制作X射线探测器阵列，其中每个探测器包括一个或多个闪烁体以及一个或多个光电二极管。该X射线探测器包括发光的晶体的或者陶瓷的X射线闪烁体材料块，其由白色间隔装置或者隔离物相互隔开，并且粘贴到硅光电二极管阵列的前表面上。由光反射材料制成的白色隔离物或者间隔装置通常包括为辐射硬度而选取的环氧树脂，用二氧化钛填充物使其成为白色。光反射材料的功能是为了将X射线在闪烁体的本体中被吸收时通过闪烁而产生的光向下反射进入光电探测元件的灵敏区中，以避免向上的损失，或者侧向散射进相邻的探测器像素(detector pixel)。

探测器阵列可具有许多甚至数百的探测器像素、检测像素，并光学耦合至匹配的硅光电二极管阵列并且并排设置在其上。该硅光电二极管阵列收集闪烁体发出的光并产生电荷，所述电荷可被电子处理并用于显示在随后CT图像中的体素(voxel)特征。

但是，在已知的X射线探测器阵列中存在着问题。随着X射线探测器阵列尺寸的增加，具有高热膨胀系数(CTE)的硬环氧树脂和具有低CTE的易碎硅片之间的热膨胀问题可能引起分层，特别是当组件受到极端温度时。这可能发生在冬天将扫描仪运送至医院的过程中，这时会经历-20℃以下的温度。

另外，用该已知技术制作的白色隔离物或者间隔装置必须相当厚。白色反射层在波长λ下的效率由Kubelka和Munk的散射系数Sλ定义，该散射系数与层厚度d和漫反射系数R_λ相关，如它们的公知公式所定义：

sλ=Rλ1-Rλd]]>

通常，采用其折射率通常超过1.5的环氧树脂可获得不比2000cm^-1大很多的散射系数。这意味着具有100μm厚度的隔离物将透射5％的光作为串扰。当期望减小检测像素尺寸以改进CT图像的空间分辨率时这一点特别重要。

另外，在阵列外侧边缘处的涂层也必须相当厚，其中用于涂层的空间受到限制。厚度为50μm的涂层将失去入射在其上的9％的光。

因此，本发明优选试图单独地或者以任何组合地减轻、缓和或者消除一个或多个上述不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种现有技术的可替换方案。特别地，本发明的目的在于提供解决现有技术的上述关于机械特性、像素间串扰和/或对相对厚的光反射材料或者隔离物层的需要的问题的射线探测器。

因此，在本发明的第一方面，期望通过提供射线探测器来实现上述目的以及若干其它目的，该射线探测器包括：