X射线成像系统及X射线成像方法
阅读：718发布：2023-02-18
专利汇可以提供X射线成像系统及X射线成像方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本文公开了适于检测 X射线 的X射线成像系统(10)，包括：第一X射线检测器(30)，和第二X射线检测器(40)；其中，所述第一X射线检测器(30)被配置成相对于所述第二X射线检测器(40)运动；其中，所述第一X射线检测器(30)的空间解析度高于所述第二X射线检测器(40)的空间解析度；其中，所述第一X射线检测器(30)的 检测区域 小于所述第二X射线检测器(40)的检测区域。本文还公开了使用所述X射线成像系统(10)的X射线成像的方法。，下面是X射线成像系统及X射线成像方法专利的具体信息内容。
1.一种适用于检测X射线的X射线成像系统，该X射线成像系统包括：
第一X射线检测器和第二X射线检测器；
其中，所述第一X射线检测器被配置为相对于所述第二X射线检测器运动；
其中，所述第一X射线检测器的空间解析度高于所述第二X射线检测器的空间解析度；
其中，所述第一X射线检测器的检测区域小于所述第二X射线检测器的检测区域。
2.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中，所述第一X射线检测器和所述第二X射线检测器各自能够形成图像。
3.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中，所述第一X射线检测器被配置成对入射到所述第一X射线检测器上的X射线的光子进行计数。
4.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中，所述第一X射线检测器是像素化的。
5.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中，所述第一X射线检测器包括碲化镉(CdTe))或碲化镉锌(CZT)。
6.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中，所述第二X射线检测器包括闪烁体。
7.根据权利要求1所述的X射线成像系统，该X射线成像系统还包括驱动器，所述驱动器被配置成用以使得所述第一X射线检测器相对于所述第二X射线检测器在一个或多个方向上运动；其中所述一个或多个方向之一不垂直于所述第二X射线检测器的成像平面。
8.根据权利要求7所述的X射线成像系统，其中，所述驱动器包括从由铝、铝复合材料、碳纤维及其组合的组群中选择的材料。
9.根据权利要求7所述的X射线成像系统，其中，所述驱动器包括机械臂。
10.根据权利要求7所述的X射线成像系统，其中，所述驱动器包括第一轨道和第二轨道；其中，所述第一X射线检测器被配置成沿所述第一轨道滑动；且其中所述第一轨道被配置成沿所述第二轨道滑动，其中所述第一轨道和所述第二轨道不平行。
11.根据权利要求1所述的X射线成像系统，所述第一X射线检测器包括：
包括电极的X射线吸收层；
被配置成将所述电极的电压与第一阈值进行比较的第一电压比较器；
被配置成将所述电压与第二阈值进行比较的第二电压比较器；
计数器，该计数器被配置成记录由所述X射线吸收层吸收的X射线光子数；
控制器；
其中，所述控制器被配置成从所述第一电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值的时刻开始时间延迟；
其中，所述控制器被配置成在所述时延期间激活所述第二电压比较器；
其中，所述控制器被配置成：如果所述第二电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第二阈值的绝对值，则使由所述计数器记录的数字增加1。
12.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述第一X射线检测器还包括与所述电极电连接的电容模块，其中所述电容模块被配置成从所述电极收集载流子。
13.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中，所述控制器被配置成在所述时间延迟的开始或终止时激活所述第二电压比较器。
14.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中，所述第一X射线检测器还包括电压表，其中所述控制器被配置成在所述时延期满时使所述电压表测量电压。
15.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述控制器被配置成基于在所述时间延迟期满时所测量的电压的值来确定X射线光子能量。
16.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述控制器被配置为将所述电极连接到电接地。
17.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中在所述时间延迟终止时，所述电压的变化率基本为零。
18.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中在所述时间延迟终止时，所述电压的变化率基本为非零。
19.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述X射线吸收层包括二极管。
20.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述X射线吸收层包括硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或它们的组合。
21.根据权利要求1所述的X射线成像系统，其中所述第一X射线检测器不包括闪烁体。
22.一种根据权利要求1所述的X射线成像系统和X射线源的系统，其中所述系统被配置成对人体胸部或腹部进行X射线照相。
23.一种包括根据权利要求1所述的X射线成像系统和X射线源的系统，其中所述系统被配置成对人的嘴部进行X射线照相。
24.一种包括根据权利要求1所述的X射线成像系统和X射线源的货物扫描或非侵入性检查(NII)系统，其中所述货物扫描或非侵入性检查系统(NII)被配置成使用背散射X射线形成图像。
25.一种包括根据权利要求1所述的X射线成像系统和X射线源的货物扫描或非侵入性检查(NII)系统，其中所述货物扫描或非侵入性检查(NII)系统被配置成使用穿过被检查的物体的X射线形成图像。
26.一种包括根据权利要求1所述的X射线成像系统和X射线源的全身扫描仪系统。
27.一种包括根据权利要求1所述的X射线成像系统和X射线源的X射线计算机断层摄影(X射线CT)系统。
28.一种包括根据权利要求1所述的X射线成像系统、电子源和电子光学系统的电子显微镜。
29.一种包括根据权利要求1所述的X射线成像系统的系统，其中所述系统为X射线望远镜、或X射线显微镜，或其中所述系统被配置成进行乳房摄影、工业缺陷检测、微成像、铸造检查、焊接检查或数字减影血管摄影。
30.一种使用X射线成像系统的X射线成像方法，
其中所述X射线成像系统包括：
第一X射线检测器和第二X射线检测器；
其中所述第一X射线检测器被配置成相对于所述第二X射线检测器运动；
其中所述第一X射线检测器的空间解析度高于所述第二X射线检测器的空间解析度；
其中，所述第一X射线检测器的检测区域小于所述第二X射线检测器的检测区域；
所述X射线成像方法包括：
用所述第二X射线检测器拍摄物体的第一图像；
基于所述第一图像确定所述物体的感兴趣区域；以及
用所述第一X射线检测器拍摄所述感兴趣区域的第二图像。
31.根据权利要求30所述的X射线成像方法，包括：
在拍摄所述第二图像之前，将所述第一X射线检测器运动到适于拍摄所述感兴趣区域的图像的位置。
32.根据权利要求30所述的X射线成像方法，包括：
通过组合所述第一图像和所述第二图像来制作合成图像。
X射线成像系统及X射线成像方法
【技术领域】
[0001] 本公开文涉及X射线成像系统及X射线成像方法。【背景技术】
[0002] X射线检测器可以是用于测量X射线的通量、空间分布、光谱或其它特性的器件。
[0003] X射线检测器可用于许多应用。一种重要的应用是成像。X射线成像是一种射线照相技术，可用于揭示非均匀组成的以及不透明物体(例如人体)的内部结构。
[0004] 用于成像的早期X射线检测器包括摄影板和摄影胶片。摄影板可以是具有光敏乳剂涂层的玻璃板。虽然摄影板被摄影胶片代替，它们仍然可以在特殊情况下使用，这是由于它们提供更好的质量及其极好的稳定性。摄影胶片可以是具有光敏乳剂涂层的塑料膜(例如，带或片)。
[0005] 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它们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，该光被光电倍增管收集。被收集的光转换成数字图像。与照相底片和摄影胶片相反，PSP板可以被重复使用。
[0006] 另一种X射线检测器是X射线图像增强器。X射线图像增强器的部件通常在真空中密封。与摄影板、摄影胶片和PSP板相反，X射线图像增强器可以产生实时图像，即，不需要曝光后处理来产生图像。X射线首先撞击输入荧光体(例如，碘化铯)并被转换为可见光。可见光然后撞击光电阴极(例如含有铯和锑化合物的薄金属层)并引起电子发射。发射电子的数量与入射X射线的强度成比例。发射的电子通过电子光学被投射到输出荧光体上，并使所述输出荧光体产生可见光图像。
[0007] 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，其然后可以被对可见光合适的图像感测器检测到。在闪烁体中，可见光在各个方向上传播和散射并且从而降低空间解析度。使闪烁体厚度减少有助于提高空间解析度但也减少X射线吸收。闪烁体从而必须在吸收效率与解析度之间达成妥协。
[0008] 半导体X射线检测器通过将X射线直接转换成电信号而在很大程度上克服该问题。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。当在半导体层中吸收X射线光子时，产生多个载流子(例如，电子和空穴)并且在电场下，这些载流子被扫向半导体层上的电触点。现有的半导体X射线检测器(例如，Medipix)中需要的繁琐的热管理会使得具有大面积和大量像素的检测器难以生产或不可能生产。
【发明内容】
【发明内容】
[0009] 本文公开一种适于检测X射线的X射线成像系统，包括：第一X射线检测器，和第二X射线检测器；其中，所述第一X射线检测器被配置成相对于所述第二X射线检测器运动；其中，所述第一X射线检测器的空间解析度高于所述第二X射线检测器的空间解析度；其中，所述第一X射线检测器的检测区域小于所述第二X射线检测器的检测区域。所述第一X射线检测器被配置成位于X射线源和第二X射线检测器之间。
[0010] 根据实施例，第一X射线检测器和第二X射线检测器各自能形成图像。
[0011] 根据实施例，第一X射线检测器被配置成对入射于其上的X射线的光子进行计数。
[0012] 根据实施例，第一X射线检测器是像素化的。
[0013] 根据实施例，第一X射线检测器包括碲化镉(CdTe)或碲化镉锌(CZT)。
[0014] 根据实施例，第二X射线检测器包括闪烁体。
[0018] 根据实施例，驱动器包括第一轨道和第二轨道；其中，所述第一X射线检测器被配置成沿所述第一轨道滑动；且其中所述第一轨道被配置成沿所述第二轨道滑动，其中所述第一轨道和所述第二轨道不平行。
[0019] 根据实施例，第一X射线检测器包括：X射线吸收层，其包括电极；第一电压比较器，其被配置成将电极的电压与第一阈值进行比较；第二电压比较器，其被配置成将所述电压与第二阈值进行比较；计数器，其被配置为记录由所述X射线吸收层吸收的X射线光子数；控制器；所述控制器被配置成从所述第一电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第一阈值的绝对值的时刻开始时间延迟；所述控制器被配置成在所述时间时延期间激活所述第二电压比较器；所述控制器被配置成：如果第二电压比较器确定所述电压的绝对值等于或超过所述第二阈值的绝对值，那么，使由所述计数器记录的数字增加1。
[0020] 根据实施例，第一X射线检测器还包括电连接到电极的电容器模块，其中，所述电容模块被配置成从所述电极收集载流子。
[0021] 根据实施例，所述控制器被配置成在所述时间延迟的开始或终止时激活第二电压比较器。
[0022] 根据实施例，第一X射线检测器还包括电压表，其中，所述控制器被配置成在所述时延迟终止时使所述电压表测量电压。
[0023] 根据实施例，控制器被配置成基于在所述时间延迟终止时测量的电压值确定X射线光子能量。
[0024] 根据实施例，所述控制器被配置成将所述电极连接到电接地。
[0025] 根据实施例，在所述时间延迟终止时，电压的变化率基本上是零。
[0026] 根据实施例，在所述时间延迟终止时，电压的变化率基本上是非零的。
[0029] 根据实施例，第一X射线检测器不包括闪烁体。
[0030] 根据实施例，本文公开了包括上述X射线成像系统和X射线源的系统，其中，所述系统配置为对人体胸部或腹部进行X射线照相。
[0032] 本文公开了货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括上述X射线成像系统和X射线源，其中该货物扫描或非侵入式检查(NII)系统配置成使用背散射X射线形成图像。
[0033] 本文公开了货物扫描或非侵入式检查(NII)系统，其包括上述X射线成像系统和X射线源，其中该货物扫描或非侵入式检查(NII)系统配置成使用穿过被检查物体的X射线来形成图像。
[0034] 本文公开了全身扫描器系统，其包括上述X射线成像系统和X射线源。
[0035] 本文公开了X射线电脑断层摄影(X射线CT)系统，其包括上述X射线成像系统和X射线源。
[0036] 本文公开了电子显微镜，其包括上述X射线成像系统、电子源和电子光学系统。
[0038] 本文描述了一种使用X射线成像系统的方法，其中所述X射线成像系统包括：第一X射线检测器和第二X射线检测器；其中，所述第一X射线检测器被配置成相对于所述第二X射线检测器运动；其中，所述第一X射线检测器的空间解析度高于所述第二X射线检测器的空间解析度；其中，所述第一X射线检测器的检测区域小于所述第二X射线检测器的检测区域；其中，所述方法包括：用所述第二X射线检测器拍摄物体的第一图像；基于所述第一图像确定所述物体的感兴趣区域；用所述第一X射线检测器获取所述感兴趣区域的第二图像。
[0039] 根据实施例，所述方法还包括：在拍摄所述第二图像之前，在运动所述第一X射线检测器至适于拍摄所述感兴趣区域的图像的位置。
[0041] 图1示意性地示出了根据实施例的X射线检测器。
[0042] 图2A示意性地示出了X射线检测器的截面图。
[0043] 图2B示意性地示出了X射线检测器的详细横截面视图。
[0044] 图2C示意性地示出了X射线检测器的备选详细横截面视图。
[0045] 图3示意性地示出了根据实施例的X射线检测器，其包括第一X射线检测器和第二X射线检测器。
[0046] 图4示意性地示出了根据实施例的X射线检测器，其包括第一X射线检测器和第二X射线检测器。
[0047] 图5示意性地示出了根据实施例的使用包括第一X射线检测器和第二X射线检测器的X射线检测器的方法。
[0048] 图6A和图6B各自示出了根据实施例的图2B和图2C中的检测器的电子系统的部件图。
[0049] 图7-图13各自示意性地示出了包括本文所述的X射线检测器的系统。【具体实施方式】
[0050] 图1示意性地示出了作为示例的X射线检测器100。X射线检测器100具有像素150阵列。该阵列可以是矩形阵列、蜂窝阵列、六边形阵列或任意其它合适的阵列。每个像素150被配置成用以检测来自入射于其上的辐射源的辐射，并且可以被配置成用以测量辐射的特征(例如，粒子的能量、波长、以及频率)。例如，每个像素150被配置成对入射于其上的、在时间段内能量落入多个仓中的光子数进行计数。所有像素150可被配置成对在同一时间段内入射在其上的、在多个能量仓内的光子数量进行计数。每个像素150可以具有自己的模数转换器(ADC)，其被配置成将代表入射光子能量的模拟信号数字化为数字信号。像素150可被配置成并行操作。例如，当一个像素150测量入射光子时，另一像素150可等待光子到达。像素150可不必单独寻址。
[0051] 图2A示意性地示出了根据实施例的X射线检测器100的横截面视图。X射线检测器100可包括辐射吸收层110和用于处理或分析入射辐射在辐射吸收层110中产生的电信号的电子层120(例如，ASIC)。检测器100可以包括闪烁体，或可以不包括闪烁体。辐射吸收层110可以包括半导体材料，例如，硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或它们的组合。所述半导体对感兴趣的辐射可具有高的质量衰减系数。
[0052] 如图2B中的X射线检测器100的详细横截面图所示，根据实施例，辐射吸收层110可以包括一个或多个二极管(例如，p-i-n或p-n)(由第一掺杂区111、第二掺杂区113的一个或多个离散区域114形成)。第二掺杂区113和第一掺杂区111可被可选的本征区112隔开。离散部分114相互之间被第一掺杂区111或本征区112隔开。第一掺杂区111和第二掺杂区113具有相反类型的掺杂(例如，区域111为p型并且区域113为n型，或者区域111为n型并且区域113为p型)。在图2B的示例中，第二掺杂区113的离散区域114的每一个与第一掺杂区111以及可选本征区112形成二极管。即，在图2B的示例中，辐射吸收层110具有多个二极管，所述多个二极管具有第一掺杂区111作为共享电极。第一掺杂区111也可具有离散部分。
[0053] 当来自脉冲辐射源的辐射击中包括二极管的辐射吸收层110时，辐射光子可以通过多个机制被吸收并产生一个或多个载流子。载流子可以在电场下漂移到所述多个二极管中的一个二极管的电极。该电场可以是外部电场。电触点119B可包括离散部分，其每一个与离散区域114电接触。在实施例中，载流子可以沿各方向这样漂移，以至于由辐射的单个粒子产生的载流子基本上不被两个不同的离散区域114共享(这里“基本上不被共享”意味着，小于2％、小于0.5％、小于0.1％或小于0.01％的这些载流子流到与其余载流子不同的离散区域114中的一个)。在这些离散区域114中的一个的足迹区域周围入射的辐射粒子产生的载流子基本上不与这些离散区域114中的另一个相共享。与离散区域114相关联的像素150是这样一个区域：该区域大致位于所述离散区域114处，在这里入射的辐射粒子产生的载流子，基本上全部(大于98％、大于99.5％、大于99.9％或大于99.99％)流至所述离散区域114。即，这些载流子中，小于2％、小于1％、小于0.1％或小于0.01％流到该像素之外。
[0054] 如图2C中的X射线检测器100的备选详细横截面图所示，根据实施例，辐射吸收层110可以包括半导体材料的电阻器，例如，硅、锗、GaAs、CdTe、CdZnTe或它们的组合，但不包括二极管。所述半导体对感兴趣的辐射可具有高的质量衰减系数。
[0055] 当所述辐射撞击包括电阻器但不包括二极管的辐射吸收层110时，它可通过多种机制被吸收并产生一个或多个载流子。一个辐射粒子可以产生10至100000个载流子。载流子可在电场下漂移到电触点119A和119B。该电场可以是外部电场。电触点119B包括离散部分。在实施例中，载流子可以这样沿各方向漂移，以至于由单个辐射粒子产生的载流子基本上不被电触点119B的两个不同的离散部分共用(在这里“基本上不被共用”意味着小于2％、小于0.5％、小于0.1％或小于0.01％的这些载流子流至不同于其余载流子的离散部分中的一个)。在电触点119B的这些离散部分中的一个的足迹周围入射的辐射粒子产生的载流子基本上不与电触点119B的这些离散部分中的另一个相共享。与电触点119B的离散部分相关联的像素150可以是这样的区域，该区域大致位于所述离散部分处，入射于其中的辐射粒子产生的载流子基本上全部(大于98％、大于99.5％、大于99.9％或大于99.99％)流到电触点119B的所述离散部分。即，这些载流子流中，小于2％、小于0.5％、小于0.1％或小于0.01％流到与电触点119B的一个离散部分相关联的像素之外。
[0056] 电子层120可包括电子系统121，其适于处理或解释由入射到辐射吸收层110上的辐射产生的信号。电子系统121可以包括模拟电路，例如滤波网络、放大器、整合器以及比较器，或者数字电路例如微处理器，以及内存。电子系统121可包括一个或更多的ADC。电子系统121可以包括由像素共享的部件或专用于单个像素的部件。例如，电子系统121可以包括专用于每个像素的放大器和在所有像素之间共享的微处理器。所述电子系统121可以通过通孔131与像素电连接。所述通孔中的空间可以被填充材料130填充，这可增加电子层120与辐射吸收层110的连接的机械稳定性。其它结合技术将电子系统121连接到像素(不使用通孔)是可能的。
[0057] 由入射在辐射吸收层110上的辐射产生的信号可以是电流的形式。同样地，暗噪音也可以是电流的形式(例如，来自电触点119B的直流电流)。如果可以确定电流，则电流可被补偿用于电子系统121(例如，从该电子系统转移)。
[0058] 如图3示意性地示出，根据实施例，适用于X射线检测的X射线成像系统10包括第一X射线检测器30和第二X射线检测器40。第一X射线检测器30被配置成相对于第二X射线检测器40运动。第一X射线检测器30的空间解析度高于第二X射线检测器40的空间解析度。第一X射线检测器30和第二X射线检测器40各自能够形成图像。第一X射线检测器30通常可以具有小于第二X射线检测器40的检测区域。如本文所用，X射线检测器的检测区域是能够检测X射线的区域。
[0059] 第一X射线检测器30可以是任何合适的X射线检测器，包括但不限于图1和图2A-图2C中所示的X射线检测器100。例如，第一X射线检测器可对入射于其上的X射线的光子进行计数。例如，第一X射线检测器30可以是像素化的。根据实施例，第一X射线检测器可包括碲化镉(CdTe)或镉锌碲化镉(CZT)。根据实施例，第二X射线检测器包括闪烁体。半导体CdTe和CZT作为用于硬X射线的室温检测的材料选择而出现，因为它们在成像中提供了高的空间和时间解析度。这种具有第一CZT检测器的X射线检测器的一个应用是医学操作中的医学成像，例如心脏手术。根据实施例，第二X射线检测器可以具有闪烁体；或者，第二X射线检测器可以是能够进行光计数的半导体X射线检测器，但解析度低于第一检测器的解析度。
[0060] 根据实施例，所述第一X射线检测器可以按重叠方式位于所述第二X射线检测器的上部。或者，所述第一X射线检测器可以位于所述第二X射线检测器的一侧上。
[0061] 根据实施例，X射线成像系统10还包括用于X射线源的特别滤波器，使得只有与第一检测器对应的检测区域能够接收到足够的X射线剂量，而其余的检测区域可仅接收被减小的X射线剂量。这样的X射线成像系统10可以减少患者接收的辐射剂量。根据实施例，所述过滤器可以具有中间的矩形孔以允许X射线通过，所述矩形孔与对应于第一检测器的检测区域对准；所述过滤器的其余部分由可降低X射线辐射剂量的预定厚度的铜制成。
[0062] 根据实施例，第一X射线检测器30的帧率大于第二X射线检测器40的帧率；这样的X射线成像系统10可以作为DSA检测器工作。例如，第一X射线检测器30可以每秒30帧工作，而第二X射线检测器40仅以每秒10帧工作。
[0063] 根据实施例，X射线成像系统10还包括驱动器29，其被配置成用以让第一X射线检测器30相对于第二X射线检测器40沿一个或多个方向运动；且所述一个或多个方向中的至少一个方向不垂直于所述第二X射线检测器40的成像平面。如本文中所使用的，成像平面是辐射检测器从其中获得图像的平面。当第一X射线检测器和第二X射线检测器用来拍摄来自物体的图像时，所述第一X射线检测器通常用于在所述物体上的感兴趣区域上拍摄高解析度图像，并且第二X射线检测器通常用于在整个物体上或包括感兴趣区域的物体的较大区域上拍摄低解析度背景图像。在这样的例子中，第一X射线检测器的成像平面和第二X射线检测器相同或相近，且所述第一X射线检测器大致平行于所述第二X射线检测器运动。
[0064] 根据实施例，所述驱动器包括具有低X射线吸收的材料，所述材料可以选自铝、铝复合材料、碳纤维及其组合的组群。这样的材料选择确保了驱动器通常不被显示在在X射线成像结果中。所述驱动器可以从所述第二X射线检测器的视图中移出。
[0065] 根据实施例，如图3所示，驱动器29包括第一轨道21和第二轨道22；第一X射线检测器30可沿第一轨道21滑动；且第一轨道21可沿第二轨道22滑动，使得第一X射线检测器30相对于第二X射线检测器40运动。第一轨道和第二轨道不是平行的。第一轨道和第二轨道可以成90°或不是90°的角度。第一和第二轨道的方向可以平行或可以不平行于第二检测器的边缘；因此，第一检测器的边缘的方向可以平行或可以不平行于第二检测器的边缘。
[0066] 根据实施例，如图4所示，所述驱动器29包括机械臂23，其与所述第一X射线检测器30连接；并且当使用时，机械臂23将第一X射线检测器30相对于第二X射线检测器40运动到感兴趣的区域。驱动器29可以具有其它形式使第一X射线检测器相对于第二X射线检测器运动。
[0067] 上述X射线成像系统可用于广泛应用，包括但不限于医学成像。在图5示意性示出的示例中，在程序501中，用第二X射线检测器拍摄物体的第一图像；在程序502中基于第一图像确定物体的兴趣区域；在程序504中，用所述第一X射线检测器拍摄所述感兴趣区域的第二图像。
[0068] 在拍摄第二图像之前，在程式503中第一X射线检测器可以被运动到适于拍摄感兴趣区域图像的位置。
[0069] 在程式505中，可以通过组合第一图像和第二图像来制作合成图像。
[0070] 第一X射线检测器可以进一步包括，例如，如下所述的部件。
[0071] 图6A、图6B各自示出根据实施例的电子系统121的部件图。系统121包括电容器模块309，其被电连接到二极管300的电极或电触点，其中所述电容模块被配置成用以从所述电极收集载流子。电容器模块能包括电容器，并且来自电极的载流子在一段时间(“整合周期”)在所述电容器上聚集。在整合周期结束后，电容器电压被采样，然后由复位开关复位。电容器模块可包括直接连接到电极的电容器。电容器可处于放大器的回馈路径中。这样配置的放大器被称为电容互阻抗放大器(CTIA)。CTIA通过不让放大器饱和而具有高的动态范围，并通过限制信号路径中的带宽来提高信噪比。
[0072] 此外,除了包括电流源模块388的电容器模块309，电子系统121可进一步包括第一电压比较器301、第二电压比较器302、计数器320、开关305、电压表306和控制器310，如图6A和图6B所示。
[0073] 第一电压比较器301被配置为将二极管300的电极的电压与第一阈值进行比较。二极管可以是由第一掺杂区111，第二掺杂区113的离散区114中的一个、以及可选的本征区112形成。或者，第一电压比较器301被配置成将电触点(例如，电触点119B的离散部分)的电压与第一阈值进行比较。第一电压比较器301可被配置为直接监控电压，或通过在一段时间内对流经二极管或电触点的电流进行整合来计算电压。第一电压比较器301可由控制器310可控地激活或停用。第一电压比较器301可以是连续比较器。即，第一电压比较器301可被配置成连续地激活，并且连续地监控电压。第一电压比较器301被配置为连续比较器，减少了系统121错过由入射X射线光子产生的信号的可能性。当入射X射线强度相对较高时，配置为连续比较器的第一电压比较器301是特别合适的。第一电压比较器301可以是钟控比较器，其具有较低功耗的好处。配置为钟控比较器的第一电压比较器301可使系统121错过由一些入射X射线光子产生的信号。当入射X射线强度低时，由于两个连续光子之间的时间间隔相对较长，所以错过入射X射线光子的机会较低。因此，当入射X射线强度较低时，第一电压比较器301被配置为钟控比较器特别适合。第一阈值可以是一个入射X射线光子在二极管或电阻中产生的最大电压的5-10％、10％-20％、20-30％、30-40％或40-50％。所述最大电压可取决于入射X射线光子的能量(即，入射X射线的波长)，X射线吸收层110的材料以及其它因素。例如，第一阈值可以是50mV、100mV、150mV或200mV。
[0074] 第二电压比较器302被配置成用以将电压与第二阈值进行比较。第二电压比较器302可被配置成用以直接监控电压，或通过将一段时间流过二极管或电触点的电流进行整合来计算所述电压。第二电压比较器302可以是连续比较器。第二电压比较器302可由控制器310可控地激活或停用。当第二电压比较器302被停用时，第二电压比较器302的功耗可以比第二电压比较器302被激活时的功耗小1％、小5％、小10％或小20％。第二阈值的绝对值大于第一阈值的绝对值。如本文中所使用的，术语实数x的“绝对值”或“模”|x|是x的不考虑其符号的非负值。即， 第二阈值可以是第一阈值的200％-300％。第二
阈值可以是一个入射X射线光子在二极管或电阻器中可产生的最大电压的至少50％。例如，第二阈值可以是100mV、150mV、200mV、250mV或300mV。第二电压比较器302和第一电压比较器301可以是相同的部件。即，系统121可以具有一个电压比较器，该电压比较器可以在不同的时间将电压与两个不同阈值进行比较。
阈值可以是一个入射X射线光子在二极管或电阻器中可产生的最大电压的至少50％。例如，第二阈值可以是100mV、150mV、200mV、250mV或300mV。第二电压比较器302和第一电压比较器301可以是相同的部件。即，系统121可以具有一个电压比较器，该电压比较器可以在不同的时间将电压与两个不同阈值进行比较。
[0075] 第一电压比较器301或第二电压比较器302可包括一个或多个运算放大器或任何其它合适的电路。第一电压比较器301或第二电压比较器302可具有高的速度以允许系统121在入射X射线的高通量情况下工作。然而，具有高的速度常以功耗为代价。
[0077] 控制器310可以是诸如微控制器和微处理器之类的硬件部件。控制器310被配置成从第一电压比较器301确定电压绝对值等于或超过第一阈值的绝对值(例如，电压的绝对值从低于第一阈值的绝对值增加到等于或高于第一阈值的绝对值的值)的时刻开始时间延迟。这里使用的是绝对值，因为电压可以是负的或正的，取决于所用的是二极管阴极或阳极的电压，或者所用的是哪个电触点。控制器310可被配置为：在第一电压比较器301确定电压的绝对值等于或超过第一阈值的绝对值之前，保持停用第二电压比较器302、计数器320、以及第一电压比较器301的操作不需要的任何其它电路。时间延迟可在电压变稳定(即，电压的变化率基本上为零)之前或之后结束。术语“电压的变化率基本为零”意味着电压的时间变化小于0.1％/ns。术语“电压的变化率基本上是非零”意味着电压的时间变化是至少0.1％/ns。
[0078] 控制器310可被配置成在时间延迟期间(包括开始和结束)来激活第二电压比较器。在实施例中，控制器310被配置成在时间延迟开始时激活第二电压比较器。术语"激活"意味着使所述部件进入操作状态(例如，通过发送诸如电压脉冲或逻辑电平信号、通过提供功率等)。术语"停用"意味着使所述部件进入非操作状态(例如，通过发送诸如电压脉冲或逻辑电平信号、通过切断电源等)。操作状态比非操作状态可具有较高的功耗(例如，10倍以上、100倍更高、1000倍以上)。控制器310本身可以被停用，直到当电压的绝对值等于或超过第一阈值的绝对值时，第一电压比较器301的输出激活控制器310。
[0079] 控制器310可被配置为：如果在时间延迟期间第二电压比较器302确定电压的绝对值等于或超过第二阈值的绝对值，则使计数器320记录的数增加1。
[0080] 控制器310可被配置为：在时间延迟期满时使电压表306测量电压。控制器310可被配置成将电极连接到电接地，以复位电压并释放累积在电极上的载流子。在实施例中，时间延迟结束后电极被连接到电接地。在实施例中，电极被连接到电接地有限复位时间。控制器310可通过控制开关305来将电极连接到电接地。开关可以是诸如场效应晶体管(FET)的晶体管。
[0081] 控制器310可被配置为控制电流源模块388。例如，控制器310可以通过控制电流源模块388来改变暗噪音的补偿幅度。
[0082] 在实施例中，系统121没有模拟滤波网络(例如，RC网络)。在实施例中，系统121没有模拟电路。
[0083] 电压表306可将其测量的作为模拟或数字信号的电压回馈给控制器310。
[0084] 图7示意性地示出了包括本文所述的辐射检测器100的系统。该系统可用于医学成像，例如胸部X射线照相、腹部X射线照相等。系统包括发射X射线的脉冲辐射源1201。从脉冲辐射源1201发射的X射线穿过物体1202(例如，诸如胸部、肢体、腹部的人体部分)，被物体1202的内部结构(例如，骨骼、肌肉、脂肪、器官等)不同程度地衰减，并且被投射到辐射检测器100。辐射检测器100通过检测X射线的强度分布而形成图像。
[0085] 图8示意性地示出了包括本文所述的辐射检测器100的系统。该系统可用于诸如牙科X射线照相的医疗成像。该系统包括发射X射线的脉冲辐射源1301。从脉冲辐射源1301发射的X射线穿透物体1302，其是哺乳动物(例如，人)的嘴巴的部分。物体1302可以包括上颌骨、腭骨、牙齿、下颌或舌头。X射线被物体1302的不同结构不同程度地衰减，并被投射到辐射检测器100。辐射检测器100通过检测X射线的强度分布而形成图像。牙齿比龋牙、感染部位、牙周韧带更多地吸收X射线。牙科患者接收的X射线辐射的剂量典型地为小的(全口系列大约0.150mSv)。
[0086] 图9示意性地示出包括本文所述的辐射检测器100的货物扫描或非侵入性检查(NII)系统。该系统可用于检查和识别运输系统中的货物，例如集装箱、车辆、船舶、行李等。该系统包括脉冲辐射源1401。从脉冲辐射源1401发射的辐射可从物体1402(例如，集装箱、车辆、船舶等)背散射并被投射到辐射检测器100。物体1402的不同内部结构可不同地背散射所述辐射。辐射检测器100通过检测背散射辐射的强度分布和/或背散射辐射的能量来形成图像。
[0087] 图10示意性地示出包括本文所述的辐射检测器100的另一货物扫描或非侵入性检查(NII)系统。该系统可用于公共运输站和机场的行李筛选。该系统包括发射X射线的脉冲辐射源1501。从脉冲辐射源1501发射的X射线可穿透行李1502，被行李的内容不同地衰减，并被投射辐射检测器100。辐射检测器100通过检测所述透射X射线的强度分布而形成图像。该系统可以揭示行李的内容，并识别在公共交通上禁止的物品，例如枪支、毒品、锋利武器、易燃物。
[0088] 图11示意性地示出了包括本文所述的辐射检测器100的全身扫描系统。全身扫描系统可为了安全筛选目的检测人身体上的物体，不需物理地去除衣物或进行物理接触。全身扫描系统能够检测非金属物体。全身扫描系统包括脉冲辐射源1601。从脉冲辐射源1601发射的辐射可从被筛选的人1602及其上的物体背散射，并被投射到辐射检测器100。所述物体和所述人体可不同地背散射所述辐射。辐射检测器100通过检测背散射辐射的强度分布来形成图像。辐射检测器100和脉冲辐射源1601可被配置为沿直线或旋转方向扫描人。
[0089] 图12示意性地示出X射线计算机断层摄影(X射线CT)系统。X射线CT系统使用计算机处理的X射线来产生被扫描物体的特定区域的断层图像(虚拟的“切片”)。断层图像可用于各种医学学科中的诊断和治疗目的，或用于探伤、故障分析、计量、组装分析和反向工程。X射线CT系统包括本文描述的辐射检测器100和发射X射线的脉冲辐射源1701。辐射检测器
100和脉冲辐射源1701可被配置成沿一个或多个圆形或螺旋路径同步旋转。
100和脉冲辐射源1701可被配置成沿一个或多个圆形或螺旋路径同步旋转。
[0090] 图13示意性地示出电子显微镜。电子显微镜包括被配置为发射电子的电子源1801(也称为电子枪)。电子源1801可具有各种发射机制，例如热离子、光电阴极、冷发射或等离子体源。被发射的电子通过电子光学系统1803，其可被配置为影响、加速或聚焦电子。然后电子到达样品1802，并且图像检测器可从那里形成图像。电子显微镜可以包括本文所述的辐射检测器100，用于进行能量色散X射线分光镜检查(EDS)。EDS是用于样品的元素分析或化学表征的分析技术。当电子入射到样品上时，它们引起来自样品的特征X射线的发射。入射电子可以激发样品中的原子的内壳中的电子，从所述壳中将其排出，同时在所述电子原先的位置形成电子空穴。来自外部的高能壳层的电子填充所述空穴，较高能量壳层与较低能量壳层之间的能量差可以按X射线的形式释放。通过辐射检测器100可以测量从样品发射的X射线的数量和能量。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈