[发明专利]能够管理电荷共用的X射线检测器

说明书

公开了一种适用于检测X射线的装置。在一个示例中，该装置包括：X射线吸收层(110)，其包括第一像素和第二像素；以及控制器(338)。该控制器(338)被配置成用于确定单个X射线光子产生的载流子被第一像素和第二像素收集。所述控制器(338)还被配置成用于基于第一像素检测到的第一电压和第二像素检测到的第二电压确定该单个X射线光子的能量。第一电压和第二电压由该单个X射线光子引起。

【技术领域】

本公开内容涉及X射线检测器，尤其涉及能够管理电荷共用的X射线检测器。

【背景技术】

X射线检测器可以是用于测量X射线的通量、空间分布、光谱或其他性质的设备。

X射线检测器可用于许多应用。一个重要的应用是成像。X射线成像是放射摄影技术，可以用于揭示组成不均匀和不透明物体(例如人体)的内部结构。另一个重要应用是元素分析。元素分析是就一些材料的元素组成来分析它的样本的过程。

早期的X射线检测器包括照相底片和照相胶片。照相底片可以是具有感光乳剂涂层的玻璃底片。

在20世纪80年代，出现了光激励萤光板(PSP板)。PSP板可包含在它的晶格中具有色心的萤光材料。在将PSP板暴露于X射线时，X射线激发的电子被困在色心中，直到这些电子受到在板表面上扫描的激光光束的激励。在激光扫描板时，被捕获的激发电子发出光，其被光电倍增管收集。收集的光转换成数字图像。

另一种X射线检测器是X射线图像增强器。在X射线图像增强器中，X射线首先撞击输入萤光体(例如，碘化铯)并且被转换成可见光。然后，可见光撞击光电阴极(例如，包含铯和锑复合物的薄金属层)并且促使电子发射。发射电子的数量与入射X射线的强度成比例。发射电子通过电子光学器件投射到输出萤光体上并且促使该输出萤光体产生可见光图像。

闪烁体的操作与X射线图像增强器有些类似之处在于，闪烁体(例如，碘化钠)吸收X射线并且发射可见光，然后，所发射的可见光可以被适用于可见光的图像感测器检测到。

半导体X射线检测器可以将X射线直接转换成电信号，从而提供比前代X射线检测器更好的性能。半导体X射线检测器可包括半导体层，其在感兴趣波长吸收X射线。当X射线光子被半导体层吸收时，会产生多个带电载流子(例如，电子和空穴)。如本文使用的，术语“带电载流子”、“电荷”和“载流子”可互换使用。半导体X射线检测器可具有多个像素，这些像素可以独立确定X射线的局部强度和X射线光子能。X射线光子产生的带电载流子可在进入像素的电场下被扫过。如果单个X射线光子产生的带电载流子被超过一个像素收集(“电荷共用”)，半导体X射线检测器的性能可受到负面影响。在确定X射线光子能量的应用(例如，元素分析)中，因为X射线光子的能量通过其产生的电荷量来确定，电荷共用对于准确的光子能量测量尤其成问题。

【发明内容】

本文公开的教导涉及用于X射线检测的方法、系统和装置。更特定地，本教导涉及具备电荷共用管理的X射线检测的方法、系统和装置。

在一个示例中，公开了一种适用于检测X射线的装置。该装置包括：X射线吸收层，该X射线吸收层包括第一像素和第二像素；和控制器。该控制器被配置成用于确定单个X射线光子产生的载流子被第一像素和第二像素收集。该控制器还被配置成用于基于第一像素检测到的第一电压和第二像素检测到的第二电压确定单个X射线光子的能量，其中该第一电压和第二电压由单个X射线光子引起。

根据实施例，控制器进一步被配置成用于获得第一电压的绝对值和第二电压的绝对值的总和。控制器进一步被配置成用于基于该总和确定单个X射线光子的能量。

根据实施例，第一像素与由第一电压充电的第一电容器关联；第二像素与由第二电压充电的第二电容器关联；并且通过串联连接第一电容器和第二电容器并且测量跨串联连接的电容器的电压来获得总和。

根据实施例，通过使第一电压的绝对值和第二电压的绝对值数值相加来获得总和。