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CN118234436A - 成像探测器系统 - Google Patents

成像探测器系统 Download PDF

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CN118234436A
CN118234436A CN202180104146.9A CN202180104146A CN118234436A CN 118234436 A CN118234436 A CN 118234436A CN 202180104146 A CN202180104146 A CN 202180104146A CN 118234436 A CN118234436 A CN 118234436A
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CN
China
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scatter
silicon substrate
entry
units
detection elements
Prior art date
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CN202180104146.9A
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余竞一
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Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
Original Assignee
Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd filed Critical Shanghai United Imaging Healthcare Co Ltd
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Abstract

探测器系统可以包括多个侧面入射型探测器模块(200、300、400A、400B、400C、500、600、700、800、900)。每个侧面入射型探测器模块(200、300、400A、400B、400C、500、600、700、800、900)包括:硅基底(210、310、410、510、610、710、810、910),所述硅基底包括与每个所述侧面入射型探测器模块的第一面对应的正面和与每个所述侧面入射型探测器模块(200、300、400A、400B、400C、500、600、700、800、900)的第二面对应的背面;多个检测元件(220、320、420、520、620、720、820、920),设置在所述硅基底(210、310、410、510、610、710、810、910)的所述正面上;背面电极(330、430、530、630、730、830、930),设置在所述硅基底(210、310、410、510、610、710、810、910)的所述背面上;和/或防散射结构(440、450、540、640、760、770、940、950、970),设置在每个所述侧面入射型探测器模块(200、300、400A、400B、400C、500、600、700、800、900)的所述第一面和所述第二面中的至少一面,所述防散射结构(440、450、540、640、760、770、940、950、970)被配置为防止或减少发射到所述硅基底中的光子的散射。所述硅基底(210、310、410、510、610、710、810、910)、所述多个检测元件(220、320、420、520、620、720、820、920)、所述背面电极(330、430、530、630、730、830、930)和所述防散射结构(440、450、540、640、760、770、940、950、970)被配置为一个整体。

Description

成像探测器系统
技术领域
本说明书一般涉及成像技术,更具体地,涉及用于成像的探测器系统的系统和方法。
背景技术
成像(例如,X射线成像)是一种常见的医学成像技术。基于半导体的探测器模块可用于X射线成像系统中,以检测通过对象(例如,患者)的X射线。基于半导体的探测器模块可以包括多个侧面入射型硅探测器。在X射线探测中,光子相互作用可能发生在侧面入射型硅探测器的硅基底中,这可能导致发射到硅基底中的光子散射,从而影响由侧面入射型硅探测器探测到的信号。因此,希望提供探测器系统来有效地防止或减少发射到硅基底中的光子的散射。
发明内容
在本说明书的一方面,提供了一种探测器系统。探测器系统可以包括多个侧面入射型探测器模块。每个侧面入射型探测器模块包括:硅基底,所述硅基底包括与每个所述侧面入射型探测器模块的第一面对应的正面和与每个所述侧面入射型探测器模块的第二面对应的背面;多个检测元件,设置在所述硅基底的所述正面上;背面电极,设置在所述硅基底的所述背面上;和/或防散射结构,设置在每个所述侧面入射型探测器模块的所述第一面和所述第二面中的至少一面,所述防散射结构被配置为防止或减少发射到所述硅基底中的光子的散射。所述硅基底、所述多个检测元件、所述背面电极和所述防散射结构被配置为一个整体。
在本说明书的另一方面,提供了一种探测器系统。探测器系统可以包括至少一个侧面入射型探测器模块。所述至少一个侧面入射型探测器模块可以包括:半导体基底,被配置为将光子转换成电信号;多个检测元件和背面电极,被配置为收集所述电信号;和/或防散射结构,被配置为减少或防止所述光子至少在所述至少一个侧面入射型探测器模块和一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射。所述硅基底、所述多个检测元件、所述背面电极和所述防散射结构被配置为一个整体。
在本说明书的另一方面,提供了一种成像设备。成像设备可以包括至少一个侧面入射型探测器模块。所述至少一个侧面入射型探测器模块可以包括:硅基底,所述硅基底包括与每个所述侧面入射型探测器模块的第一面对应的正面和与每个所述侧面入射型探测器模块的第二面对应的背面;多个检测元件,设置在所述硅基底的所述正面上;背面电极,设置在所述硅基底的所述背面上;和/或防散射结构,设置在每个所述侧面入射型探测器模块的所述第一面和所述第二面中的至少一面,所述防散射结构被配置为防止或减少发射到所述硅基底中的光子的散射。所述硅基底、所述多个检测元件、所述背面电极和所述防散射结构被配置为一个整体。
在一些实施例中,所述多个侧面入射型探测器模块彼此相邻设置并且被配置为检测X射线;每个所述侧面入射型探测器模块包括入射边缘,所述入射边缘适于定向朝着产生X射线的X射线源;所述硅基底的所述正面和/或所述背面基本上平行于所述X射线的入射方向;或所述散射至少包括康普顿散射。
在一些实施例中,所述防散射结构由包括高原子序数材料的材料制成。
在一些实施例中,所述多个检测元件包括铝电极与钨电极中的至少一个。
在一些实施例中,所述防散射结构设置在每个所述侧面入射型探测器模块的所述第一面上;所述防散射结构包括多个防散射单元;以及所述多个防散射单元中的每个防散射单元对应于所述多个检测元件中的一个。
在一些实施例中,所述多个防散射单元中的至少一个被设置在相应的检测元件上。
在一些实施例中,所述多个防散射单元中的所述至少一个和所述多个检测元件中的相应的所述检测元件,在平行于所述硅基底的所述正面的平面中具有相同的形状和/或面积大小。
在一些实施例中,所述多个防散射单元中的所述至少一个,通过蒸发与溅射中的至少一种设置在相应的所述检测元件上。
在一些实施例中,所述多个防散射单元中的至少一个设置在所述硅基底的所述正面上,并且电耦合到相应的检测元件;和/或所述多个防散射单元中的所述至少一个被配置为相应的所述检测元件的引出线。
在一些实施例中,所述多个防散射单元中的所述至少一个包括两个相互绝缘的防散射单元。
在一些实施例中,每个所述侧面入射型探测器模块还包括在所述多个防散射单元中的所述至少一个中的每个与所述硅基底的所述正面之间的绝缘层。
在一些实施例中,所述多个防散射单元中的至少一个设置在相应的检测元件上;所述多个防散射单元中的所述至少一个通过填充在所述多个防散射单元的所述至少一个的通孔中的导电材料电耦合到相应的所述检测元件;所述多个防散射单元中的所述至少一个完全屏蔽相应的所述检测元件;和/或所述多个防散射单元中的所述至少一个的尺寸大于在平行于所述硅基底的所述正面的平面中的相应的所述检测元件的尺寸。
在一些实施例中,所述多个防散射单元中的所述至少一个包括两个相互绝缘的两个防散射单位。
在一些实施例中,所述多个防散射单元中的所述至少一个包含相应的所述检测元件。
在一些实施例中,所述多个防散射单元沿着垂直于所述硅基底的方向具有相同的厚度。
在一些实施例中,所述多个防散射单元沿着垂直于所述硅基底的方向具有不同的厚度,并且所述多个防散射单元中的防散射单元的厚度与所述防散射单元和发射所述光子的源之间的距离有关。
在一些实施例中,探测器系统还可以包括设置在所述防散射结构和所述硅基底之间的绝缘层。
在一些实施例中,所述多个防散射单元中的至少一个的沿着垂直于所述硅基底的方向的厚度在10μm到1000μm的范围内。
在一些实施例中,所述防散射结构和所述多个检测元件由相同的材料制成,并且所述材料的厚度大于第二阈值;或所述多个检测元件作为所述防散射结构,并且所述多个检测元件中的每一个的厚度大于所述第二阈值。
在一些实施例中,所述材料包括钨,并且所述第二阈值为10μm。
在一些实施例中,所述多个检测元件被设置为具有多个条带和多个深度段,并且每个所述侧面入射型探测器模块还包括所述多个条带中的至少两个相邻条带之间的凹槽和第二防散射结构。所述第二防散射结构设置在所述凹槽内部;所述第二防散射结构被配置为防止或减少光子在所述至少两个相邻条带之间的散射;和/或所述防散射结构被配置为防止或减少光子在每个所述侧面入射型探测器模块和每个所述侧面入射型探测器模块的相邻探测器模块之间的散射。
在一些实施例中,所述防散射结构设置在每个所述侧面入射型探测器模块的所述第二面上;和/或所述防散射结构设置在所述背面电极上。
在一些实施例中,所述防散射结构和所述背面电极由相同的材料制成,并且所述材料的厚度大于第二阈值;或所述背面电极作为所述防散射结构,并且所述背电极的厚度大于所述第二阈值。
在一些实施例中,所述高原子序数材料包括钨、铅、钨合金与铅合金中的至少一种。
在一些实施例中,所述防散射结构是通过用一种或多种导电的高原子序数材料替换所述多个检测元件和/或所述背面电极中的一个或多个来获得。
在一些实施例中,所述防散射结构是通过将一种或多种高原子序数材料添加到所述硅基底、所述多个检测元件和所述背面电极中的一个或多个来获得。
附加特征将部分地在下文的说明中阐述,并且部分地将通过检查下文和附图而为本领域技术人员所了解或可通过实例的制作或操作来了解。本说明书的特征可通过实践或使用下文讨论的详细实例中所阐述的方法、工具和组合的各个方面来实现和获得。
附图说明
本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些附图没有按比例绘制。这些实施例并非限制性的,在这些实施例中,相同的编号表示相同的结构,并且其中:
图1是根据本说明书的一些实施例所示的成像系统的示例性示意图;
图2是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型条形探测器的示例性示意图;
图3是根据本说明书的一些实施例所示的探测器系统的示例性示意图;
图4A是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块的示例性示意图;
图4B是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块的示例性示意图;
图4C是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块的示例性示意图;
图5A-5B是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块的示例性示意图;
图6A-6C是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块的示例性示意图;
图7是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块的示例性示意图;
图8是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块的示例性示意图;以及
图9A和9B是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块的示例性示意图。
具体实施方式
在下面的详细描述中,通过示例阐述了许多具体细节,以便提供对相关公开的透彻理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,没有这些细节也可以实践本说明书。在其他情况下,已经在相对高的水平上描述了公知的方法、过程、系统、组件和/或电路,而没有细节,以避免不必要地模糊本说明书的各方面。对所公开的实施例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的,并且本说明书中定义的一般原理可以应用于其他实施例和应用而不脱离本说明书的精神和范围。因此,本说明书不限于所示的实施例,而是符合与权利要求一致的最宽范围。
本说明书使用的术语仅用于描述特定示例实施例并且不旨在进行限制。如本说明书所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”也可旨在包括复数形式,除非上下文另外明确指出。还应当理解,术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所陈述的特征的存在。整数、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除至少一个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。
本说明书的特征和特性,以及相关结构元件的操作和功能以及部件的组合和制造经济性,在参考以下描述考虑后会变得更加明显。所有附图构成本说明书的一部分。然而,应当明确地理解,附图仅用于说明和描述的目的并且不旨在限制本说明书的范围。应当理解,附图并非按比例绘制。
应当理解,本说明书中使用的术语“系统”、“单元”、“模块”和/或“块”是用于以升序区分不同级别的不同组件、元件、零件、部分或组件的一种方法。然而,如果这些术语达到相同的目的,则可以用另一种表达方式代替。
应当理解,当一个单元、引擎、模块或块被称为“在”、“连接到”或“耦合到”另一个单元、引擎、模块或块时,它可以直接在连接或耦合到其他单元、引擎、模块或块,或与其他单元、引擎、模块或块通信,或者可以存在中间单元、引擎、模块或块,除非上下文清楚地另有指示。如本说明书所使用的,术语“和/或”包括至少一个相关列出项的任何和所有组合。本说明书中的术语“图像”用于统称图像数据(例如,扫描数据、投影数据)和/或各种形式的图像,包括二维(2D)图像、三维(3D)图像、四维(4D)图像等。
本说明书的特征和特性,以及相关结构元件的操作和功能以及部件的组合和制造经济性,在参考以下描述考虑后会变得更加明显。所有附图构成本说明书的一部分。然而,应当明确地理解,附图仅用于说明和描述的目的并且不旨在限制本说明书的范围。应当理解,附图并非按比例绘制。
本说明书提供用于非侵入性生物医学成像/治疗的医疗系统和方法,例如用于疾病诊断、疾病治疗或研究目的。在一些实施例中,医疗系统可以包括单模态系统和/或多模态系统。单模态成像系统可以包括,例如,计算机断层扫描系统(CT)等,或其任何组合。多模态成像系统可以包括例如正电子发射断层扫描-计算机断层扫描系统(PET-CT)。应当注意,以下描述的成像系统仅仅是为了说明的目的而提供的,并不旨在限制本说明书的范围。
本文中使用的术语“成像模态”或“模态”广泛指的是收集、生成、处理和/或分析对象的成像信息的成像方法或技术。对象可以包括生物对象和/或非生物对象。生物对象可以是人、动物、植物或其一部分(例如,细胞、组织、器官等)。在一些实施例中,对象可以是具有或不具有生命的有机和/或无机物质的人造组合物。
本说明书的一个方面涉及一种探测器系统。探测器系统可以包括多个侧面入射型探测器模块。侧面入射型探测器模块中的至少一个可以包括硅基底、多个检测元件、背面电极和防散射结构。硅基底可以包括与侧面入射型探测器模块的第一面对应的正面和与侧面入射型探测器模块的第二面对应的背面。多个检测元件可以设置在硅基底的正面上。多个检测元件可以被设置为多个条带和多个深度段。背面电极可以被设置在硅基底的背面上。防散射结构可以设置在侧面入射型探测器模块的第一面或第二面中的至少一面上。防散射结构可以被配置为防止或减少发射到硅基底中的光子的散射。硅基底、多个检测元件、背面电极和防散射结构可以被配置为一个整体。
在一些实施例中,防散射结构可以设置在每个侧面入射型探测器模块的第一面上。防散射结构可以包括多个防散射单元。多个防散射单元中的每个防散射单元可以对应于多个检测元件中的一个。在一些实施例中,防散射结构可以设置在每个侧面入射型探测器模块的第二面上。防散射结构可以设置在背面电极上和/或电耦合到背面电极。也就是说,防散射结构可以集成到侧面入射型探测器中。通常,可以通过在至少一个侧面入射型探测器模块上的子集之间相互折叠防散射模块来减少光子的散射。相反,本说明书的侧面入射型探测器模块可以在没有额外的防散射结构的情况下,防止或减少发射到硅基底中的光子的散射,提高多个侧面入射型探测器模块的性能。利用本说明书的侧面入射型探测器模块的配置,可以减少或防止光子在相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射以及光子在相同侧面入射型探测器模块中的不同检测元件之间的散射。
图1是根据本说明书的一些实施例所示的成像系统的示例性示意图。如图所示,成像系统100可以包括成像设备110、网络120、一个或多个终端130、处理设备140和存储设备150。在一些实施例中,成像设备110、终端130、处理设备140和/或存储设备150可通过无线连接(例如,网络120)、有线连接或其组合连接到和/或彼此通信。成像系统100的组件之间的连接可以是可变的。仅作为示例,成像设备110可通过网络120连接到处理设备140,如图1中所示。作为另一个示例,成像设备110可以直接连接到处理设备140。作为又一个示例,存储设备150可以通过网络该20连接到处理设备140,如图1中所示,或直接连接到处理设备140。作为又一实例,终端130可通过网络120连接到处理设备140,如图1中所示,或直接连接到处理设备140。
成像设备110可通过扫描所述对象来生成或提供与所述对象相关的图像数据。在一些实施例中,所述对象可包括生物对象和/或非生物对象。例如,所述对象可包括身体的特定部分,例如头部、胸部、腹部等,或其组合。在一些实施例中,成像设备110可包括单模扫描仪(例如,CT扫描仪)和/或多模扫描仪(例如,PET-CT扫描仪),如本说明书中其他地方所述。在一些实施例中,与对象有关的图像数据可包括投影数据、对象的一个或多个图像等。投影数据可包括由成像设备110通过扫描对象产生的原始数据和/或通过在对象的图像上向前投影产生的数据。
在一些实施例中,成像设备110可包括机架111、探测器系统112、探测区域113、扫描台114和放射性扫描源115。机架111可支持探测器系统112和放射性扫描源115。可将所述对象放置于待扫描的扫描台114上。放射性扫描源115可向对象发射放射性射线。该辐射可包括粒子射线、光子射线或诸如此类,或其组合。在一些实施例中,辐射可包括多个辐射粒子(例如,中子、质子、电子、μ介子、重离子)、多个辐射光子(例如,X射线、γ射线、紫外线、激光)或诸如此类,或其组合。探测器系统112可探测来自探测区域113的辐射和/或辐射事件(例如,X射线)。在一些实施例中,探测器系统112可包括多个探测器模块。探测器模块可包括闪烁探测器(例如,碘化铯探测器)或气体探测器。所述探测器模块可组装为单行探测器或多行探测器。在一些实施例中,探测器系统可包括多个探测器条。在一些实施例中,包含一个或多个检测带的条带探测器可包括正电极表面和与正电极表面相反的负电极表面。通过对正电极表面和负电极表面施加电压,可以形成电场来检测穿过对象的X射线。条带探测器可包括或为侧接探测器模块。在X射线检测中,X射线的入射方向可基本上平行于所述侧面探测器模块的所述两个电极表面。在一些实施例中,侧面入射型探测器模块(也称为侧面入射型条形探测器)可包括侧面入射型硅探测器,例如,图2中所示的侧面入射型条形探测器200。
网络120可以包括任何合适的网络,其可以促进成像系统100的信息和/或数据的交换。在一些实施例中,成像系统100的一个或多个组件(例如,成像设备110、处理设备140、存储设备150、终端130)可以经由网络120与成像系统100中的一个或者多个其他组件通信信息和/或数据。例如,处理设备140可以经由网络120从成像设备110获得图像数据。作为另一示例,处理设备140可以经由网络120从终端130获得用户指令。
网络120可以是或包括公共网络(例如,互联网)、专用网络(例如,局域网(LAN))、有线网络、无线网络(例如,802.11网络、Wi-Fi网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(VPN)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机和/或其任意组合。例如,网络120可以包括有线网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、公用电话交换网。网络(PSTN)、BluetoothTM网络、ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等或其任意组合。在一些实施例中,网络120可以包括一个或多个网络接入点。例如,网络120可以包括有线和/或无线网络接入点,例如基站和/或互联网交换点,成像系统100的一个或多个组件可以通过这些接入点连接到网络120以交换数据和/或信息。
终端130可以连接到成像设备110、处理设备140和/或存储设备150和/或与之通信。例如,终端130可以显示对象的图像。在一些实施例中,终端130可以包括移动设备131、平板电脑132、笔记本电脑133等,或其任意组合。例如,移动设备131可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备、笔记本电脑、平板电脑、台式电脑等,或其任意组合。在一些实施例中,终端130可以包括输入设备、输出设备等。在一些实施例中,终端130可以是处理设备140的一部分。
处理设备140可以处理从成像设备110、存储设备150、终端130或成像系统100的其他组件获得的数据和/或信息。在一些实施例中,处理设备140可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的,也可以是分布式的。在一些实施例中,处理设备140可以是成像系统100本地的或者远离成像系统100。例如,处理设备140可以经由网络120访问来自成像设备110、存储设备150和/或终端130的信息和/或数据。作为另一示例,处理设备140可以直接连接到成像设备110、终端130和/或存储设备150以访问信息和/或数据。在一些实施例中,处理设备140可以在云平台上实现。例如,云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云、多云等,或者它们的组合。
在一些实施例中,处理设备140可以包括一个或多个处理器(例如,单核处理器或多核处理器)。仅作为示例,处理设备140可以包括中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、控制器,微控制器单元、精简指令集计算机(RISC)、微处理器等,或其任意组合。
存储设备150可以存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中,存储设备150可以存储从处理设备140、终端130和/或成像设备110获得的数据。在一些实施例中,存储设备150可以存储处理设备140可以执行或用于执行本说明书中描述的示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中,存储设备150可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等,或其任意组合。示例性大容量存储设备可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性可移动存储设备可以包含闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩磁盘、磁带等。示例的易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。示例性RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双数据速率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)和零电容器RAM(Z-RAM)等。示例性ROM可以包括掩码ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦可编程序ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)和数字通用盘ROM等。在一些实施例中,存储设备150可以在云平台上实现,如本说明书其他地方所述。
在一些实施例中,存储设备150可以连接到网络120,以与成像系统100的一个或多个其他组件(例如,处理设备140、终端130)通信。成像系统100的一个或多个组件可以经由网络120访问存储在存储设备150中的数据或指令。在一些实施例中,存储设备150可以是处理设备140的一部分。
应指出,上述对成像系统100之说明意在说明,而非限制本说明书之范围。许多替代方案、修改和变化对于技术人员来说是显而易见的。本文所述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特征可以各种方式组合以获得额外和/或替代示例性实施例。例如,成像系统100可包括一个或多个额外组件。另外或替代地,可省略上文所述的成像系统100的一个或多个组件。作为另一实例,成像系统100的两个或多个组件可集成到单个组件中。
图2是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型条形探测器200的示例性示意图。侧面入射型条形探测器200可为如图1中所述的侧面入射型探测器模块的一个例子。可将侧面入射型条形探测器200配置为通过光子计数来探测X射线。如图2所示,侧面入射型条形探测器200可具有相互相对的第一面和第二面。侧面入射型条形探测器200可包括适于定向朝着产生X射线的X射线源(例如,放射性扫描源115)的入射边缘230。侧面入射型条形探测器200可包括基底210(例如,硅基底)及多个检测元件220。在一些实施例中,基底210可为半导体基底。基底210可包括对应于所述侧面入射型条形探测器200的第一个侧面的正面和对应于所述侧面入射型条形探测器200的第二个侧面的背面。基底210的正面和/或背面可基本上平行于X射线的入射方向。多个检测元件220可形成(或制造)或设置在基底210的正面上。多个检测元件220可设置为多个条带和多个深度段。仅作为示例,如图2中所示(仅提供用于说明目的),可将多个检测元件220设置为四个条带,其中每个条带可具有三个深度段。在一些实施例中,所述多个条带中的每一个可包括沿X射线的入射方向排列的一个或多个深度段,从而形成所述多个检测元件220。在一些实施例中,多个检测元件220中的每一个可包括或为电极(例如,导电电极)。多个检测元件220(或电极)可形成(或制造)或设置在基底210的正面上。在一些实施例中,多个检测元件220(或电极)可使用微加工技术在基底210的正面上制造。仅举例而言,可在基底210正面上的多个区域上形成或植入重掺杂层,且可在多个区域中的重掺杂层上形成或植入电极层以获得多个检测元件220(或电极)。例如,可在植入p型电极的n-型硅基底上制造多个检测元件220(或电极)。
在一些实施例中,侧面入射型条形探测器200可进一步包括形成(或制造)或设置在基底210背面上的背面电极(未图示)。在一些实施例中,可使用微加工技术在基底210的背面上制造背面电极。仅作为示例,可在基底210的背面上形成或植入重掺杂层,并且可在重掺杂层上形成或植入电极层以获得背面电极。例如,可在植入n型电极的n-型硅基底上制造背面电极。
多个检测元件220(或电极)和/或背面电极的厚度可以在1nm至500μm的范围内(例如,1nm-100nm、10nm-1μm、100nm-1μm、100nm-10μm、1μm-10μm、1μm-100μm、1m-500μm、10um-100μm、10um-500μm、100μm-500μm等)。在一些实施例中,多个检测元件220(或电极)可以沿着垂直于基底的方向具有相同的厚度。在一些实施例中,多个检测元件220(或电极)可以具有不同的厚度。仅作为示例,检测元件(或电极)的厚度可以与检测元件(或者电极)和发射光子的源(例如,X射线源)(或者入射边缘230)之间的距离有关。例如,距离X射线源(或入射边缘230)相对较远的检测元件(或电极)的厚度可以大于距离X射线光源(或入射边缘230)相对较近的检测元件的厚度。在一些实施例中,基底210的深度(沿着X射线的入射方向)可以在1cm-10cm的范围内(例如,1cm-5cm、2cm-8cm、5cm-10cm等)。在一些实施例中,检测元件220的宽度可以在0.1mm-2mm的范围内。在一些实施例中,两个检测元件220之间的间隔可以在0.1mm-1mm的范围内,检测元件220的宽度和检测元件220与相邻检测元件220之间的间隔之和可以在0.1mm-2mm的范围内。
在一些实施例中,条带(或每个条带)中的多个深度段可以沿着X射线的入射方向具有不同的长度,使得对于沿着X射线入射方向的深度段,具有近似相等的计数率和/或基本平均每个检测元件的计数率。例如,距离X射线源相对较远的深度段的长度可以大于距离X射线光源相对较近的深度段。在一些实施例中,相同深度的深度段(例如,到入射边缘230具有相同距离的深度段)可以沿着X射线的入射方向具有相同的长度。
多个检测元件220(或电极)和/或背面电极可以由导电材料制成。示例性导电材料可以包括铝、铜、银、钨等。仅作为示例,检测元件和/或背面电极可以包括铝电极、钨电极等。在一些实施例中,多个检测元件220(或电极)中的两个或多个可以由不同的材料制成。在一些实施例中,多个检测元件220(或电极)中的至少一个和背面电极可以由不同的材料制成。
当X射线照射在侧面入射型条形探测器200上并在侧面入射型条形探测器200的基底内相互作用时(即,光子相互作用发生在基底中),可以产生电子-空穴对。通过将外部偏置电压施加到正电极表面(例如,背面电极)和负电极表面(如,多个检测元件220中的每一个),可以分离电子-空穴对,并且电子可以漂移到背面电极,空穴可以漂移到检测元件,从而产生电信号(例如,电脉冲)。漂移到背面电极的电子和/或漂移到检测元件的空穴也可以被称为漂移电荷。电脉冲可以被送入专用集成电路(ASIC)通道中用于进一步处理,例如,被放大、整形和/或转换为光子计数。光子计数可以用于估计X射线的能量,并且X射线的能源可以用于重建图像。基底可以由低原子序数材料(例如,硅)制成,这意味着基底可能需要制成相对较厚(例如,比阈值(例如,几厘米)厚),以在吸收光子方面实现相对较高的效率。然而,使用具有几厘米厚度的基底可能难以产生正面入射型探测器(其两个电极表面垂直于X射线的入射方向)。相反,侧面入射型条形探测器可以沿着X射线的入射方向具有足够的基底深度,可以在不增厚基底的情况下吸收大部分光子。因此,侧面入射型条形探测器200可以应用于X射线成像系统(例如,成像设备110)中以对对象成像。
图3是根据本说明书的一些实施例所示的探测器系统300的示例性示意图。如图3所示,探测器系统300可以包括多个侧面入射型探测器模块。侧面入射型探测器模块可以彼此相邻设置并且被配置为检测X射线。每个侧面入射型探测器模块可以包括适于朝着产生X射线的X射线源的入射边缘。每个侧面入射型探测器模块可以具有与侧面入射型条形探测器200的结构相似或相同的结构。例如,每个侧面入射型探测器模块可以包括基底310(例如,硅基底),基底310包括与侧面入射型探测器模块的第一面对应的正面和与侧面入射型探测器模块的第二面对应的背面,多个检测元件320可以设置(或制造)在基底310的正面上,并且背面电极330可以设置(或制造)在基底310的背面上。
通常,光子相互作用(例如,光电效应)可能发生在低原子序数材料(例如,硅)中,从而导致光子散射。在一些实施例中,光子的散射可以至少包括康普顿散射。康普顿散射可以占据光子散射的相对较高部分。对于包括多个侧面入射型探测器模块的探测器系统,由于康普顿散射在侧面入射型探测器模块中产生的散射X射线可以到达与侧面入射型探测器模块相邻的一个或多个其他侧面入射型探测器模块,这可以在多个侧面入射型探测器模块之间引起信号干扰。此外,在侧面入射型探测器模块上的检测元件中产生的散射X射线(由于康普顿散射)可以到达同一侧面入射型探测器模块的一个或多个其他检测元件,这可以在同一侧面入射型探测器模块的多个检测元件之间引起信号干扰。侧面入射型探测器模块之间的信号干扰和检测元件之间的信号干涉可能会降低探测器系统的性能。
在一些实施例中,图2中的基底210和/或图3中的基底310可以由包括半导体(例如,硅、金属氧化物或砷化镓(GaAs)等)的材料制成。
在一些实施例中,图2和图3所示的侧面入射型探测器模块中的一个或多个(例如,每个)可以进一步包括防散射结构。防散射结构可以被配置为防止或减少发射到基底310中的光子的散射。光子的散射可以包括光子在相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射和/或光子在相同侧面入射型探测器模块中的不同检测元件之间的散射。在一些实施例中,防散射结构可以设置(或制造)在侧面入射型探测器模块的一个或多个(例如,每个)的第一面和/或第二面上。在一些实施例中,每个侧面入射型探测器模块可以配备有一个或多个防散射结构。
在一些实施例中,防散射结构可以集成到每个侧面入射型探测器模块中。在一些实施例中,侧面入射型探测器模块中的至少一个模块可以被配置为一个整体。也就是说,侧面入射型探测器模块中的至少一个模块的部件(例如,基底、多个检测元件、背面电极和/或防散射结构)可以被配置为一个整体。在一些实施例中,防散射结构的至少一部分可以被植入基底(例如,基底的正面和/或背面)、一个或多个检测元件和/或背面电极中或其上。仅作为示例,可以使用微制造技术在基底(例如,见图5A、5B、8、9A和9B)、一个或多个检测元件(例如,见图4B、4C、6A、6B和6C)和/或背面电极(例如见图4A、4C和7)上制造防散射结构的至少一部分。示例性微制造技术可以包括沉积或生长(例如,热氧化、化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)(例如,溅射、蒸发沉积、电子束PVD))、外延、图案化(例如,光刻、阴影掩模)、蚀刻等。在一些实施例中,防散射结构的至少一部分可以经由绝缘层耦合(或植入到/上,或制造到)到基底(例如,基底的正面和/或背面)、一个或多个检测元件和/或背面电极。在一些实施例中,防散射结构的至少一部分可以具有在10μm到1000μm范围内的厚度(例如,10μm-100μm、10μm-200μm、10um-500μm、50μm-100μm、50μm-200μm、50μm-500μm、100μm-500μm、500μm-1000μm等)。在一些实施例中,防散射结构的至少一部分可以通过共价键或金属键耦合到基底(或其上的绝缘层)、一个或多个检测元件(或其上面的绝缘层),和/或背面电极(或其上面的绝缘层)。在一些实施例中,绝缘层可以由包括二氧化硅、氮化硅、特氟龙、塑料、聚合物等的材料制成。在一些实施例中,可以通过例如生长或沉积来布置(或植入或制造)绝缘层。绝缘层可以被配置为增强防散射结构与基底(或一个或多个检测元件,或背面电极)之间的连接,和/或增强防散射构造的防散射功能。在一些实施例中,防散射结构的至少一部分可以电耦合到一个或多个检测元件(参见例如图4B-7)和/或背面电极(参见例如,图4A和4C)。
在一些实施例中,可以通过使用一种或多种导电的高原子序数材料(例如钨)制造检测元件(或其一部分)、检测元件的引出线(或其一部分)和/或背面电极(或其一部分)来获得防散射结构,从而使检测元件(或其一部分)、检测元件的引出线(或其一部分)和/或背面电极(或其一部分)可以具有导电性和防散射效果,并且可以用作防散射结构。在一些实施例中,导电的高原子序数材料可以是导电的,并且还可以提供防散射功能。可替换地,在一些实施例中,可以通过用一种或多种导电的高原子序数材料替换检测元件(或其一部分)的材料、检测元件的引出线(或其一部分)和/或背面电极(或其一部分)来获得防散射结构,从而使检测元件(或其一部分)、检测元件的引出线(或其一部分)和/或背面电极(或其一部分)可以具有导电性和防散射效果,并且可以用作防散射结构(例如,图5A-6C和8中所示的防散射结构)。
在一些实施例中,可以通过将一种或多种高原子序数材料添加(例如,耦合、沉积或生长)到检测元件(或其一部分)、检测元件的引出线(或其一部分)、背面电极(或其一部分)和/或基底(或其一部分)或在其上获得防散射结构,使得防散射结构可以固定地附接到检测元件(或其一部分)、检测元件的引出线(或其一部分)、背面电极(或其一部分)和/或基底(或其一部分)(例如,图4A-4C、图7和图9A-9B中所示的防散射结构)。在一些实施例中,可以通过改变检测元件(或其一部分)、检测元件的引出线(或其一部分)和/或背面电极(或其一部分)的一个或多个尺寸来获得防散射结构。例如,如图5A-6C所示,可以通过增加检测元件的引出线的面积来获得防散射结构。作为另一示例,如图8所示,可以通过增加检测元件和/或背面电极的厚度来获得防散射结构。
在一些实施例中,防散射结构可以由包括导电材料的材料制成(或者防散射结构的至少一部分可以是导电的)。在一些实施例中,防散射结构可以由包括高原子序数材料的材料制成。在一些实施例中,高原子序数材料可以包括钨、铅、钨合金、铅合金、钛、铬、锰、铁等。
在一些实施例中,侧面入射型条形探测器200可以包括被配置为将光子转换为电信号的半导体基底、被配置为收集电信号的多个检测元件和背面电极,和/或防散射结构,其被配置为至少在侧面入射型条形探测器200和一个或多个相邻的侧面入射型条形探测器之间减少或防止光子的散射。在一些实施例中,硅基底、多个检测元件、背面电极和防散射结构可以被配置为一个整体。
应该注意的是,半导体基底和检测元件之间、半导体基底和背面电极之间、半导体基底和防散射结构之间、防散射结构和检测元件之间、防散射结构和背面电极之间的接触,和/或在防散射结构和探测器系统的任何其他部分之间可以是各种各样的。仅作为示例,可将防散射结构布置于、制造于、形成于、连接于(例如,粘贴于、附着于、固定于)半导体基底、检测元件、背面电极及/或探测器系统的任何其他部分(例如,半导体基底上的绝缘层、检测元件及/或背面电极)。
防散射结构的配置可以是各种各样的。图4A-9B提供了配备有示例性防散射结构的示例性侧面入射型探测器模块。应当注意,图4A-9B和相关描述仅仅是为了说明的目的而提供的,而不旨在限制本说明书的范围。对于本领域普通技术人员来说,可以在本说明书的教导下进行多种变化和修改。然而,这些变化和修改并不脱离本说明书的范围。在一些实施例中,不同的侧面入射型探测器模块可以配备有不同的防散射结构。可替换地或附加地,一个侧面入射型探测器模块可以配备有两个或多个不同的防散射结构。例如,一个侧面入射型探测器模块可以配备有第一防散射结构和第二防散射结构,第一防散射结构配置为防止或减少光子在一个侧面入射型探测器模块与一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射,第二防散射结构配置为防止或减少光子在一个侧面入射型探测器模块内的检测元件之间的散射。在一些实施例中,图4A-9B中所示的硅基底可以由其它材料制成的半导体基底代替,这些材料在此不受限制。
在一些实施例中,如图4B和4C所示,防散射结构可以设置(或制造)在侧面入射型探测器模块的第一面上。在一些实施例中,防散射结构可以包括多个防散射单元。在一些实施例中,多个防散射单元中的每个防散射单元可以对应于侧面入射型探测器模块的多个检测元件中的一个。在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个可以设置(或制造)在相应的检测元件上和/或电耦合到相应的检测单元。在一些实施例中,如图4A和4C所示,防散射结构可以设置(或制造)在侧面入射型探测器模块的第二面上。在一些实施例中,防散射结构可以设置(或制造)在背面电极上和/或电耦合到背面电极。
图4A是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块400A的示例性示意图。图4B是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块400B的示例性示意图。图4C是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块400C的示例性示意图。
如图4A所示,侧面入射型探测器模块400A可以包括硅基底410、多个检测元件420、背面电极430和防散射结构440。侧面入射型探测器模块400A可以具有彼此相对的第一面(例如,侧面入射型探测器模块400A的上侧面)和第二面(例如,侧面入射型探测器模块400A的下侧面)。硅基底410可以包括与侧面入射型探测器模块400A第一面对应的正面和与侧面入射型探测器模块400A第二面对应的背面。硅基底410的正面和背面可以基本平行于X射线的入射方向。硅基底410、多个检测元件420和背面电极430可以与侧面入射型条形探测器200的类似或相同。例如,硅基底410、检测元件420和背面电极430可以具有分别与侧面入射型条形探测器200的硅基底210、检测元件220和背面电极相同或相似的结构、生产工艺和/或材料。在一些实施例中,多个检测元件420和/或背面电极430可以是铝电极。铝是一种低原子序数材料,可能需要相对较厚才能成为有效的光子吸收剂。在一些实施例中,光子相互作用可以发生在硅基底中并产生光子的散射。在一些实施例中,背面电极(例如,铝电极)可以具有相对较小的厚度,并且背面电极可以不阻挡光子在侧面入射型探测器模块400A上与一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的光子散射。在一些实施例中,为了防止或减少通过背面电极430从硅基底410发射到和/或发射出的光子的散射,可将防散射结构440布置(或形成,或制作)在侧面入射型探测器模块400A的第二面上。例如,防散射结构440可以设置或形成在背面电极430上和/或电耦合到背面电极430。在一些实施例中,侧面入射型探测器模块400A还可以包括在背面电极430和防散射结构440之间的一个或多个绝缘层。在一些实施例中,可以使用微制造技术在侧面入射型探测器模块400A的第二面(例如,背面电极430)上制造防散射结构440。例如,可以通过蒸发(例如,化学气相沉积(CVD)、物理汽相沉积(PVD))、溅射、或本说明书中描述的任何沉积或生长等或其任何组合在背面电极430上布置(或形成,或制作)防散射结构440。在一些实施例中,防散射结构440可以具有与背面电极430相同的形状和/或面积大小。在一些实施例中,防散射结构440可以被配置为减少或防止光子在侧面入射型探测器模块400A和一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射。
如图4B所示,侧面入射型探测器模块400B可包括硅基底410、多个检测元件420、背面电极430和防散射结构450。侧面入射型探测器模块400B可以具有彼此相对的第一面(例如,侧面入射型探测器模块400A的上侧)和第二面(例如,侧面入射型探测器模块400C的下侧)。硅基底410可以包括与侧面入射型探测器模块400B第一面对应的正面和与侧面入射型探测器模块400B第二面对应的背面。硅基底410的正面和背面可以基本平行于X射线的入射方向。侧面入射型探测器模块400B可以类似于侧面入射型探测器模块400A,不同之处在于侧面入射型探测器模块400B的防散射结构450设置(或制造)在侧面入射型探测器模块400A的第一面而不是侧面入射型探测器模块400B的第二面。在一些实施例中,防散射结构450可以被配置为整体结构,并且侧面入射型探测器模块400B可以进一步包括在多个检测元件420和防散射结构45之间的一个或多个绝缘层。
在一些实施例中,如图4B所示,防散射结构450可以包括多个防散射单元。多个防散射单元中的每个防散射单元可以对应于检测元件420中的一个。在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个可以设置(或形成或制造)在相应的检测元件420上和/或电耦合到相应的检测元件420。例如,多个防散射单元中的至少一个可以通过蒸发、溅射等设置(或制造)在相应的检测元件上。在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个和多个检测元件中的相应检测元件可以在平行于硅基底的正面的平面中具有相同的形状和/或面积大小。在一些实施例中,防散射结构450可以被配置为减少或防止光子在侧面入射型探测器模块400B和一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射和/或光子在侧面入射型探测器模块400B中的不同检测元件之间的散射。
如图4C所示,侧面入射型探测器模块400C可包括硅基底410、多个检测元件420、背面电极430、防散射结构440和防散射结构450。除了侧面入射型探测器模块400A或400B的第一面和第二面都设置有防散射结构之外看,侧面入射型探测器模块400C可以类似于侧面入射型探测器模块400A或侧面入射型探测器模块400B。
防散射结构440和/或450可以由包括高原子序数材料(例如,钨、铅、钨合金或铅合金、钛、铬、锰、铁等)的材料制成。通过在检测元件420和/或背面电极430上设置(或形成或制造)防散射结构,可以减少或防止光子的散射,这可以防止或减少X射线进入和/或从硅基底410的正面和/或背面发射(由光子的散射和/或侧面入射型探测器模块上的对准偏差引起),从而实现具有防散射功能的侧面入射型探测器模块。在一些实施例中,防散射结构440和/或450可以被配置为减少或防止光子在侧面入射型探测器模块400C和一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射和/或光子在侧面入射型探测器模块400C的不同检测元件之间的散射。另外,由于400A-400C侧面入射型探测器模块是在侧面入射型条形探测器200等通用侧面入射型探测器模块的基础上制作的,因此400A-400C侧面入射型探测器模块的制备技术可以与通用侧面入射型探测器模块的制备技术基本兼容,从而降低400A-400C侧面入射型探测器模块的制备难度。在一些实施例中,防散射结构440和450可以被视为两个独立的防散射结构。可替换地,在一些实施例中,防散射结构440和450可以被视为单个防散射结构的两个不同部分。在一些实施例中,防散射结构440和450的厚度可以是10至1000μm,其可以大于检测元件420的厚度。
图5A-5B是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块500的示例性示意图。如图5A和5B所示,侧面入射型探测器模块500可以包括硅基底510、多个检测元件520、背面电极530、防散射结构540和多个引出焊盘550。侧面入射型探测器模块500可以具有彼此相对的第一面(例如,侧面入射型探测器模块500的上侧)和第二面(例如,侧面入射型探测器模块500的下侧)。硅基底510可以包括与侧面入射型探测器模块500的第一面相对应的正面和与侧面入射型探测器模块500的第二面相对应地背面。硅基底510的正面和背面可以基本平行于X射线的入射方向。侧面入射型探测器模块500的检测元件520可以类似于侧面入射型条形探测器200的检测元件,不同之处在于检测元件520可具有比侧面入射型条形探测器200的检测元件220更小的面积尺寸和/或更大的间隔。
如图5A和5B所示,防散射结构540可以包括多个防散射单元,并且多个防散射单元中的每个防散射单元可以对应于检测元件520中的一个。多个防散射单元中的至少一个可以设置(或制造)在硅基底510的正面上,并且相应地,多个防散射单元中的至少一个可屏蔽或覆盖硅基底510正面的一部分。在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个可以电耦合到相应的检测元件520。在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个可以经由中间层耦合到相应的检测元件520。在一些实施例中,中间层可以由导电材料(例如,金属如铝,对应的检测元件520的引出线的材料)制成。中间层可以增强防散射单元和相应的检测元件520之间的连接或耦合。多个防散射单元中的一个或每个防散射单元可以被配置为(或被配置为)对应的检测元件520的引出线,并且可以被用于将由检测元件520检测到的电信号(例如,电脉冲)馈送或传输到例如对应的ASIC通道中,以供进一步处理。多个防散射单元可以由包括本说明书其他地方描述的高原子序数材料(例如,钨、铅、钨合金或铅合金等)的材料制成。在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个的面积大小可以大于对应的检测元件520的面积大小。在一些实施例中,正面的多个防散射单元中的至少一个的尺寸(例如,长度、宽度或面积大小等)可以大于第一阈值(例如,现有(例如,通用或传统的)侧面入射型探测器模块的引出线的尺寸(例如,长度、宽度或面积大小等)。在一些实施例中,第一阈值可以由成像系统100确定,或者可以由用户或操作者经由终端130预先设置。与现有的侧面入射型探测器模块相比,由于高原子序数材料和大于第一阈值的面积大小,多个防散射单元可以屏蔽硅基底510的正面的相对大的区域,并且可以具有相对高的光子吸收效率,从而防止或减少发射到硅基底510中的光子的散射。在一些实施例中,防散射结构540可以被配置为减少或防止光子在侧面入射型探测器模块500与一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射和/或光子在侧面入射型探测器模块500上的不同检测元件520之间的散射。在一些实施例中,由于防散射单元的尺寸(例如,长度、宽度或区域尺寸等)大于第一阈值,所以可以减小多个检测元件的尺寸(例如,长度、宽或区域尺寸等)。在一些实施例中,多个检测元件也可以被称为像素电极(或像素)。通过减小尺寸,多个检测元件对漂移电荷的响应时间相对较快。也就是说,大多数电信号可以仅在漂移电荷到达检测元件之前不久在检测元件上感应,这也可以被称为小像素效应。通过减小尺寸,检测元件可以利用小像素效应,从而减少信号损耗并提高信号读出速度。
在一些实施例中,多个防散射单元可以不相互连接。在一些实施例中,多个防散射单元中的两个或多个可以通过例如绝缘层彼此绝缘,绝缘层可以防止在两个或多个防散射单元之间流动的漏电流影响由相应的检测元件520检测到的信号。在一些实施例中,多个防散射单元可以彼此绝缘。
在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个可以通过绝缘层设置(或植入或制造)在硅基底510的正面上或耦合到硅基底510。在一些实施例中,绝缘层可以被配置为增强至少一个防散射单元与硅基底510之间的连接。在一些实施例中,绝缘层可以被配置为增强至少一个防散射单元的防散射功能。仅作为示例,侧面入射型探测器模块500可以包括在多个防散射单元中的至少一个防散射组件中的每一个与硅基底的正面之间的绝缘层。
在一些实施例中,引出焊盘550可以设置(或植入或制造)在硅基底510的正面上,并且可以被配置为便于防散射结构540(用作相应检测元件520的引出线)与封装芯片(例如,ASIC通道)之间的连接。
应该注意的是,对侧面入射型探测器模块500的上述描述仅用于说明目的,并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域普通技术人员来说,可以在本说明书的教导下进行多种变化和修改。然而,这些变化和修改并不脱离本说明书的范围。例如,防散射结构540的防散射单元可以是任何其他合适的形状,例如,椭圆形、多边形。在一些实施例中,防散射结构540的防散射单元和相应的检测元件520之间的相对位置可以是不同的。例如,防散射单元可以平行于相应的检测元件520。作为另一示例,防散射单元可以将相应的检测元件520封装在平行于X射线的入射方向的平面上。
图6A-6C是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块600的示例性示意图。如图6A-6C所示,侧面入射型探测器模块600可以包括硅基底610、多个检测元件620、背面电极630、防散射结构640和一个或多个连接部件650。侧面入射型探测器模块600可以具有彼此相对的第一面(例如,侧面入射型探测器模块600的上侧)和第二面(例如,侧面入射型探测器模块600的下侧)。硅基底610可以包括与侧面入射型探测器模块600的第一面相对应的正面和与侧面入射型探测器模块600的第二面相对应的背面。硅基底610的正面和背面可以基本平行于X射线的入射方向。除了防散射结构640和连接部件650之外,侧面入射型探测器模块600可以类似于侧面入射型探测器模块400B。在一些实施例中,防散射结构640可以被配置为减少或防止光子在侧面入射型探测器模块600与一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射和/或光子在侧面入射型探测器模块600上的不同检测元件620之间的散射。
如图6A-6C所示,防散射结构640可以包括多个防散射单元,并且多个防散射单元中的每个防散射单元可以对应于检测元件620中的一个。多个防散射单元中的至少一个可以设置(或制造)在相应的检测元件上。在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个可以经由对应的连接部件650电耦合到对应的检测元件620。在一些实施例中,连接部件650可以由导电材料(例如,诸如银、铜、金等的导电金属)制成。连接部件650可以被配置为连接(例如,导电连接)防散射单元和相应的检测元件620。
在一些实施例中,连接部件650可以设置(或植入、或制造)在检测元件620上和/或电耦合到检测元件620,并且防散射单元可以设置(或者植入、或制作)在连接部件650上和/或者电耦合到连接部件650。可替换地,在一些实施例中,连接部分650可以插入到检测元件620和/或防散射单元中。
仅作为示例,在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个可以通过填充在多个防散射单元中的所述至少一个的孔(例如,通孔)中的导电材料(在本说明书的其他地方描述)电耦合到相应的检测元件620。在一些实施例中,通孔可以穿过多个防散射单元中的至少一个和相应的检测元件620。例如,至少一个防散射单元可以设置(或植入或制造)在相应的检测元件620上。在一些实施例中,绝缘层可以设置(或植入或制造)在至少一个防散射单元和相应的检测元件620之间,以增强至少一个防散射单元和对应的检测元件620之间的连接和/或使至少一个防散射单元和相应的检测元件620绝缘。随后,可以通过蚀刻产生或形成孔(例如,通孔),然后可以在孔中设置(或填充或制造)导电材料以获得连接部件650。
在一些实施例中,防散射结构640的防散射单元可以被配置为相应检测元件620的引出线660。多个防散射单元可以由包括本说明书其他地方描述的高原子序数材料(例如,钨、铅、钨合金或铅合金等)的材料制成。在一些实施例中,多个防散射单元中的至少一个可以完全屏蔽对应的检测元件620。为此,至少一个防散射单元的尺寸(在平行于硅基底的正面的平面中)可以大于相应的检测元件620的尺寸。在一些实施例中,至少一个防散射单元可以包含相应的检测元件620。在一些实施例中,对应的检测元件620可以嵌入在至少一个防散射单元中。
在一些实施例中,多个防散射单元可以彼此不连接。在一些实施例中,至少一个防散射单元可以通过绝缘层包括两个彼此绝缘的防散射单元(即,多个防散射单元中的两个或多个可以彼此绝缘),这可以防止在所述两个或多个防散射单元之间流动的漏电流影响由相应的检测元件620检测到的信号。在一些实施例中,多个防散射单元可以彼此绝缘。
在一些实施例中,类似于侧面入射型探测器模块500,侧面入射型探测器模块600还可以包括多个引出焊盘(未示出)。在一些实施例中,防散射结构640的防散射单元可以是任何其他合适的形状。例如,防散射单元可以是椭圆形、多边形等形状。作为另一示例,防散射单元可以包括弯曲表面。仅作为示例,覆盖相应检测元件620的防散射单元的一部分可以是平坦的,并且具有与相应检测元件620相同的尺寸和形状,并且防散射单元剩下的部分可以是弯曲的并且延伸到硅基底610(或者设置在防散射单元和相应检测元件620之间的绝缘层)。在一些实施例中,防散射结构640的防散射单元和相应的检测元件620之间的相对位置可以是各种各样的。例如,防散射单元可以平行于相应的检测元件620。作为另一示例,防散射单元可以包含相应的检测元件620。
图7是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块700的示例性示意图。如图7所示,侧面入射型探测器模块700可以包括硅基底710、多个检测元件720、背面电极730、第一绝缘层740、第二绝缘层750、第一防散射结构760和/或第二防散射结构770。侧面入射型探测器模块700可以具有彼此相对的第一面(例如,侧面入射型探测器模块700的上侧)和第二面(例如,侧面入射型探测器模块700的下侧)。硅基底710可以包括与侧面入射型探测器模块700的第一面相对应的正面和与侧面入射型探测器模块700的第二面相对应地背面。硅基底710的正面和背面可以基本平行于X射线的入射方向。除了侧面入射型探测器模块700包括第一绝缘层740和第二绝缘层750之外,侧面入射型探测器模块700可以类似于侧面入射型探测器模块400C。
第一绝缘层740可以使检测元件720与第一防散射结构760绝缘,和/或第二绝缘层750可以使背面电极730与第二防散射结构770绝缘,从而防止防散射结构760/或770分别影响由多个检测元件720检测到的信号。在一些实施例中,第一绝缘层740可以设置在第一防散射结构760和硅基底710之间。在一些实施例中,第二绝缘层750可以设置在第二防散射结构770和硅基底710之间。如本文所使用的,设置在第一防散射结构760和硅基底710之间的第一绝缘层740,是指第一绝缘层740可以设置(或制造)在硅基底710和/或检测元件720的正面上,第一绝缘层740即可绝缘检测元件720和第一防散射结构760。例如,第一绝缘层740可以设置(或制造)在硅基底710的正面上。如本文所使用的,设置在第二防散射结构770和硅基底710之间的第二绝缘层750,是指第二绝缘膜750可以设置在背面电极730和第二防散射结构770之间,以使背面电极730与第二防散射结构770绝缘。例如,第二绝缘层750可以设置(或制造)在背面电极730上,并且具有与背面电极730相同的形状和面积大小。在一些实施例中,通过绝缘层740和750,可以实现相对大面积的防散射结构(例如,连续的防散射层),并且该防散射结构还可以具有电磁屏蔽功能。在一些实施例中,绝缘层740和/或750可以使用具有高原子序数的绝缘材料来制造,使得绝缘层740或750可以防止或减少发射到硅基底710中的光子的散射。在一些实施例中,防散射结构760和/或770可以被配置为减少或防止光子在侧面入射型探测器模块700与一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射和/或光子在侧面入射型探测器模块700上的不同检测元件720之间的散射。在一些实施例中,防散射结构760和/或770可以具有相对大的厚度(例如,10μm-500μm)。应注意,绝缘层740和750仅供说明,对于本领域技术人员而言,一些替代、修改和变化将是显而易见的。例如,侧面入射型探测器模块700可以仅包括第一绝缘层740或第二绝缘层750。作为另一示例,第一绝缘层740可以设置(或制造)在硅基底710的正面和检测元件720上。
可替换地或附加地,在一些实施例中,防散射结构760和770可以类似于侧面入射型探测器模块400A的防散射结构440。在一些实施例中,尽管未示出,第一防散射结构760可以类似于包括多个防散射单元的防散射结构450。在一些实施例中,侧面入射型探测器模块700的制备技术可以与通用侧面入射型探测器模块的制备工艺兼容,从而降低了制备侧面入射型探测器模块700的难度。
在一些实施例中,侧面入射型探测器模块400A-700的防散射结构的厚度可以根据实际要求进行设置。在一些实施例中,防散射结构的多个防散射单元可以沿着垂直于硅基底的方向具有相同的厚度。在一些实施例中,防散射结构的多个防散射单元可以沿着垂直于硅基底的方向具有不同的厚度,并且多个防散射单元中的防散射单元的厚度可以与防散射单元和发射光子的源之间的距离相关。例如,如果防散射单元相对靠近X射线源,则相对大量的光子可能被发射到硅基底中,因此,防散射单元可能需要具有相对大的厚度。在一些实施例中,防散射单元中的一个(或每个)的厚度可以在合适的范围内,以实现良好的防散射效果,并避免入射的X射线照射在防散射单元上并影响侧面入射型探测器模块的检测效率。在一些实施例中,防散射单元的厚度可以在从1μm到1000μm的范围内(例如,10μm-1000μm、10μm-100μm、100μm-500μm、500μm-1000μm等)。仅举例,如果至少一个防散射单元包括钨,则至少一个防散射单元的厚度(沿垂直于硅基底的方向)可以在10μm至1000μm的范围内,例如,50μm、100μm、200μm等。在一些实施例中,设置(或制造)不同的防散射结构在侧面入射型探测器模块的不同位置上可以具有不同的厚度。仅作为示例,分别耦合到检测元件和背面电极的防散射结构可以具有不同的厚度。例如,图7中的防散射结构760和770(和/或图4C中的防散射结构440和450)可以具有不同的厚度。
应注意,以上关于图2-7的描述仅用于说明目的,并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域普通技术人员来说,可以在本说明书的教导下进行多种变化和修改。然而,这些变化和修改并不脱离本说明书的范围。在一些实施例中,侧面入射型探测器模块500和600的多个防散射单元可以是任何合适的形状,例如矩形、圆形。在一些实施例中,防散射结构760和770可以被视为两个独立的防散射结构。可替换地,在一些实施例中,防散射结构760和770可以被视为单个防散射结构的两个不同部分。
图8是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块800的示例性示意图。如图8所示,侧面入射型探测器模块800可以包括硅基底810、多个检测元件820和背面电极830。在一些实施例中,检测元件820和/或背面电极830可以由包括高原子序数材料的材料制成。在一些实施例中,通过加厚检测元件820和/或背面电极830,检测元件820或背面电极830可以防止或减少发射到硅基底810中的光子的散射。也就是说,检测元件820和/或背面电极830也可以用作防散射结构。因此,检测元件820可以用作防散射单元。在一些实施例中,检测元件820和背面电极830两者都可以用作防散射结构。在一些实施例中,检测元件820和/或背面电极830的厚度可以大于第二阈值。第二阈值可以由成像系统100确定,或者可以由用户或操作者经由终端130预先设置。在一些实施例中,第二阈值(例如,钨电极)可以不小于10μm。例如,多个检测元件820中的每一个的厚度可以不小于40μm。作为另一示例,背面电极830的厚度可以不小于40μm。在一些实施例中,防散射结构(例如,检测元件820和/或背面电极830)还可以被配置为减少或防止光子在侧面入射型探测器模块800和一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射和/或光子在侧面入射型探测器模块800上的不同检测元件820之间的散射。
在一些实施例中,侧面入射型探测器模块800还可以包括设置(或制造)在检测元件820上的防散射结构,该防散射结构和多个检测元件820可以由相同的材料制成,并且该材料的厚度可以不小于第二阈值。换言之,多个检测元件820可以用作防散射结构(即,检测元件820可用作防散射单元),并且多个检测元件820中的每一个的厚度可以不小于第二阈值。在一些实施例中,该材料可以包括任何高原子序数材料(例如,本说明书中描述的高原子序数的材料,例如钨)。
在一些实施例中,侧面入射型探测器模块800还可以包括设置(或制造)在背面电极830上的防散射结构,该防散射结构和背面电极830可以由相同的材料制成,并且该材料的厚度可以不小于第二阈值。换言之,背面电极830可以用作防散射结构,并且背面电极830的厚度可以不小于第二阈值。
在一些实施例中,对于侧面入射型探测器模块,与多个检测元件相对应的多个防散射单元可以相同(或相似)或不同。例如,多个防散射单元中的一个或多个可以与图4B和4C所示的防散射结构450的防散射单元相同或相似,而一个或多个其他防散射单元可以与防散射结构540的防散射单位相同或相似。作为另一示例,多个防散射单元中的一个或多个可以与防散射结构640的防散射单元相同或相似,而一个或多个其他防散射单元可以与检测元件820相同或相似。作为又一示例,多个防散射单元中的一个或多个可以与防散射结构450的防散射单元相同或相似,而一个或多个其他防散射单元可以与经由第一绝缘层740与硅基底绝缘的第一防散射结构760的防散射单元相同或相似。
图9A和9B是根据本说明书的一些实施例所示的侧面入射型探测器模块900的示例性示意图。如图9A和9B所示,侧面入射型探测器模块900可以包括硅基底910、多个检测元件920、背面电极930、第一防散射结构940、第二防散射结构950和/或第三防散射结构970。侧面入射型探测器模块900可以具有彼此相对的第一面(例如,侧面入射型探测器模块900的上侧)和第二面(例如,侧面入射型探测器模块900的下侧)。硅基底910可以包括与侧面入射型探测器模块900上的第一面相对应的正面和与侧面入射型探测器模块900的第二面相对应的背面。硅基底910的正面和背面可以基本上平行于X射线的入射方向。侧面入射型探测器模块900可以包括入射边缘960,该入射边缘适于定向朝着产生X射线的X射线源。侧面入射型探测器模块900可以类似于侧面入射型条形探测器200,除了侧面入射型探测器模块900包括防散射结构940、950和/或970之外。
在一些实施例中,侧面入射型探测器模块900可以包括一个或多个凹槽。在一些实施例中,凹槽可以设置在侧面入射型探测器模块900的多个条带中的至少两个相邻条带之间。在一些实施例中,凹槽可以被配置为减少至少两个相邻条带之间的泄漏电流。在一些实施例中,可以使用一种或多种微制造技术(例如,蚀刻)来制造凹槽。在一些实施例中,凹槽的深度可以根据硅基底910的厚度来确定。凹槽可以是任何合适的形状(例如,矩形、圆形等)。在一些实施例中,可以基于检测元件920来确定凹槽的长度(沿着X射线的入射方向)和/或形状。在一些实施例中,如果凹槽的宽度(沿着平行于入射边缘960的方向)相对较大,则可以实现(多个条带中的)两个相邻条带之间相对较大的绝缘或隔离。
在一些实施例中,防散射结构940、950和/或970可以设置在凹槽内部。防散射结构940、950和/或970可以包括高原子序数材料(例如,钨、铅、钨合金或铅合金等)。在一些实施例中,防散射结构940、950和/或970的厚度可以在从10μm到1000μm的范围内。因此,容纳防散射结构940、950和/或970的凹槽的深度可以在从10μm到1000μm的范围内。在一些实施例中,防散射结构940、950和/或970的厚度可以不小于凹槽的深度。在一些实施例中,防散射结构940、950和/或970可以被配置为防止或减少光子在至少两个相邻条带之间的散射。在一些实施例中,凹槽和/或防散射结构940、950和/或970可以防止或减少至少两个相邻条带之间的电荷共享(例如,防止或减少由X射线产生并由至少两个检测元件检测的电脉冲)。在一些实施例中,防散射结构可以被配置为减少或防止光子在侧面入射型探测器模块900与一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射和/或光子在侧面入射型探测器模块900上的不同检测元件920之间的散射。
在一些实施例中,凹槽和/或防散射结构940、950和/或970可以应用于任何侧面入射型探测器模块400A-800中,从而防止或减少光子在至少两个相邻条带之间以及相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射。
应注意的是,对探测器系统的上述描述仅用于说明目的,并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域普通技术人员来说,可以在本说明书的教导下进行多种变化和修改。然而,这些变化和修改并不脱离本说明书的范围。例如,侧面入射型探测器模块的基底可以具有设置(或制造)在其正面上的一个或多个凹槽和/或一个或多个凸板,并且检测元件可以设置在凹槽中和/或凸板上。作为另一示例,侧面入射型探测器模块可以包括各种类型的防散射结构(例如,图4A-9B中所示的一种或多种类型的防散射结构。作为另一示例,侧面入射型探测器模块900还可以包括一个或多个凹槽,该凹槽设置在至少两个相邻深度段之间,并且被配置为防止或减少光子在至少两种相邻深度段间的散射。
应注意,本说明书中对厚度的描述仅用于说明目的,并不旨在限制本说明书的范围。对于本领域普通技术人员来说,可以在本说明书的教导下进行多种变化和修改。然而,这些变化和修改并不脱离本说明书的范围。在一些实施例中,检测元件(和/或防散射结构)的厚度可以与检测元件(或防散射结构)的材料有关。在一些实施例中,可以根据探测器系统的几何效率、微制造技术等来设计防散射结构。
对本领域技术人员来说显而易见的是,在不偏离本说明书的精神和范围的情况下,可以对本说明书进行各种改变和修改。以这种方式,如果本说明书的修改和变化在所附权利要求及其等同物的范围内,则本说明书可以旨在包括这种修改和变化。
上文已对基本概念做了描述,显然,对于本领域技术人员来说,上述详细披露仅仅作为示例,而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明,本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议,所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。
同时,本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外,本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外,本领域技术人员将理解,本说明书的各方面可以在许多可申请专利的类别或上下文中的任何一个中进行说明和描述,包括任何新的和有用的工艺、机器、制造或物质组成,或其任何新的或有用的改进。因此,本说明书的各方面可以完全由硬件、完全由软件(包括固件、驻留软件、微代码等)或软件和硬件实现的组合来实现,这些实现在本文中通常被称为“单元”、“模块”或“系统”。此外,本说明书的各方面可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式,该计算机可读介质具有体现在其上的计算机可读程序代码。
计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号,其中包含计算机可读程序代码,例如基带或作为载波的一部分。这种传播的信号可以采取多种形式中的任何一种,包括电磁、光学等,或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是不是计算机可读存储介质并且可以通信、传播或传输程序以供执行指令的系统、装置或设备使用或与之结合使用的任何计算机可读介质。体现在计算机可读信号介质上的程序代码可以使用任何适当的介质来传输,包括无线、有线、光纤电缆、RF等,或者上述的任何适当组合。
此外,除非权利要求中明确说明,本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用,并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例,但应当理解的是,该类细节仅起到说明的目的,附加的权利要求并不仅限于披露的实施例,相反,权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如,虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现,但是也可以只通过软件的解决方案得以实现,如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理,应当注意的是,为了简化本说明书披露的表述,从而帮助对一个或多个发明实施例的理解,前文对本说明书实施例的描述中,有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是,这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上,实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
在一些实施例中,用于描述和要求保护本申请某些实施例的表示量或性质的数字在某些情况下应理解为被术语“大约”、“近似”或“基本上”修改。例如,除非另有说明,“大约”、“近似”或“大体上”可能表示其所描述值的某种变化(例如,±1%、±5%、±10%或±20%)。因此,在一些实施例中,书面描述和所附权利要求中提出的数值参数是近似值,其可以根据特定实施例寻求获得的所需性质而变化。在一些实施例中,应根据报告的有效数字的数量并通过应用普通舍入技术来解释数值参数。尽管阐述本申请的一些实施例的广泛范围的数值范围和参数是近似值,但在具体实例中阐明的数值报告是尽可能精确地切实可行的。在一些实施例中,为了说明目的提供分类中使用的分类条件并根据不同的情况进行修改。例如,“概率值大于阈值”的分类条件可以进一步包括或排除“概率值等于阈值”的条件。

Claims (28)

1.一种探测器系统,包括多个侧面入射型探测器模块,每个侧面入射型探测器模块包括:
硅基底,所述硅基底包括与每个所述侧面入射型探测器模块的第一面对应的正面和与每个所述侧面入射型探测器模块的第二面对应的背面;
多个检测元件,设置在所述硅基底的所述正面上;
背面电极,设置在所述硅基底的所述背面上;以及
防散射结构,设置在每个所述侧面入射型探测器模块的所述第一面和所述第二面中的至少一面,所述防散射结构被配置为防止或减少发射到所述硅基底中的光子的散射;
其中所述硅基底、所述多个检测元件、所述背面电极和所述防散射结构被配置为一个整体。
2.根据权利要求1所述的探测器系统,其中:
所述多个侧面入射型探测器模块彼此相邻设置并且被配置为检测X射线;
每个所述侧面入射型探测器模块包括入射边缘,所述入射边缘适于定向朝着产生X射线的X射线源;
所述硅基底的所述正面和/或所述背面基本上平行于所述X射线的入射方向;或
所述散射至少包括康普顿散射。
3.根据权利要求1所述的探测器系统,其中,所述防散射结构由包括高原子序数材料的材料制成。
4.根据权利要求1所述的探测器系统,其中,所述多个检测元件包括铝电极与钨电极中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的探测器系统,其中:
所述防散射结构设置在每个所述侧面入射型探测器模块的所述第一面上;
所述防散射结构包括多个防散射单元;以及
所述多个防散射单元中的每个防散射单元对应于所述多个检测元件中的一个。
6.根据权利要求5所述的探测器系统,其中,所述多个防散射单元中的至少一个被设置在相应的检测元件上。
7.根据权利要求6所述的探测器系统,其中,所述多个防散射单元中的所述至少一个和所述多个检测元件中的相应的所述检测元件,在平行于所述硅基底的所述正面的平面中具有相同的形状和/或面积大小。
8.根据权利要求6所述的探测器系统,其中,所述多个防散射单元中的所述至少一个,通过蒸发与溅射中的至少一种设置在相应的所述检测元件上。
9.根据权利要求5所述的探测器系统,其中:
所述多个防散射单元中的至少一个设置在所述硅基底的所述正面上,并且电耦合到相应的检测元件;以及
所述多个防散射单元中的所述至少一个被配置为相应的所述检测元件的引出线。
10.根据权利要求9所述的探测器系统,其中,所述多个防散射单元中的所述至少一个包括两个相互绝缘的防散射单元。
11.根据权利要求9所述的探测器系统,其中,每个所述侧面入射型探测器模块还包括在所述多个防散射单元中的所述至少一个中的每个与所述硅基底的所述正面之间的绝缘层。
12.根据权利要求5所述的探测器系统,其中:
所述多个防散射单元中的至少一个设置在相应的检测元件上;
所述多个防散射单元中的所述至少一个通过填充在所述多个防散射单元的所述至少一个的通孔中的导电材料电耦合到相应的所述检测元件;
所述多个防散射单元中的所述至少一个完全屏蔽相应的所述检测元件;以及
所述多个防散射单元中的所述至少一个的尺寸大于在平行于所述硅基底的所述正面的平面中的相应的所述检测元件的尺寸。
13.根据权利要求12所述的探测器系统,其中,所述多个防散射单元中的所述至少一个包括两个相互绝缘的两个防散射单位。
14.根据权利要求12所述的探测器系统,其中,所述多个防散射单元中的所述至少一个包含相应的所述检测元件。
15.根据权利要求5-14中任一项所述的探测器系统,其中,所述多个防散射单元沿着垂直于所述硅基底的方向具有相同的厚度。
16.根据权利要求5-14中任一项所述的探测器系统,其中,所述多个防散射单元沿着垂直于所述硅基底的方向具有不同的厚度,并且所述多个防散射单元中的防散射单元的厚度与所述防散射单元和发射所述光子的源之间的距离有关。
17.根据权利要求1所述的探测器系统,还包括设置在所述防散射结构和所述硅基底之间的绝缘层。
18.根据权利要求5所述的探测器系统,其中,所述多个防散射单元中的至少一个的沿着垂直于所述硅基底的方向的厚度在10μm到1000μm的范围内。
19.根据权利要求1所述的探测器系统,其中:
所述防散射结构和所述多个检测元件由相同的材料制成,并且所述材料的厚度大于第二阈值;或
所述多个检测元件作为所述防散射结构,并且所述多个检测元件中的每一个的厚度大于所述第二阈值。
20.根据权利要求19所述的探测器系统,其中所述材料包括钨,并且所述第二阈值为10μm。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的探测器系统,其中,所述多个检测元件被设置为具有多个条带和多个深度段,并且每个所述侧面入射型探测器模块还包括所述多个条带中的至少两个相邻条带之间的凹槽和第二防散射结构,并且其中:
所述第二防散射结构设置在所述凹槽内部;
所述第二防散射结构被配置为防止或减少光子在所述至少两个相邻条带之间的散射;以及
所述防散射结构被配置为防止或减少光子在每个所述侧面入射型探测器模块和每个所述侧面入射型探测器模块的相邻探测器模块之间的散射。
22.根据权利要求1所述的探测器系统,其中:
所述防散射结构设置在每个所述侧面入射型探测器模块的所述第二面上;以及
所述防散射结构设置在所述背面电极上。
23.根据权利要求1所述的探测器系统,其中:
所述防散射结构和所述背面电极由相同的材料制成,并且所述材料的厚度大于第二阈值;或
所述背面电极作为所述防散射结构,并且所述背电极的厚度大于所述第二阈值。
24.根据权利要求3所述的探测器系统,其中,所述高原子序数材料包括钨、铅、钨合金与铅合金中的至少一种。
25.根据权利要求1所述的探测器系统,其中所述防散射结构是通过用一种或多种导电的高原子序数材料替换所述多个检测元件和所述背面电极中的一个或多个来获得。
26.根据权利要求1所述的探测器系统,其中所述防散射结构是通过将一种或多种高原子序数材料添加到所述硅基底、所述多个检测元件和所述背面电极中的一个或多个来获得。
27.一种探测器系统,包含至少一个侧面入射型探测器模块包括:
半导体基底,被配置为将光子转换成电信号;
多个检测元件和背面电极,被配置为收集所述电信号;以及
防散射结构,被配置为减少或防止所述光子至少在所述至少一个侧面入射型探测器模块和一个或多个相邻的侧面入射型探测器模块之间的散射;
其中,所述硅基底、所述多个检测元件、所述背面电极和所述防散射结构被配置为一个整体。
28.一种成像设备,包含至少一个侧面入射型探测器模块包括:
硅基底,所述硅基底包括与每个所述侧面入射型探测器模块的第一面对应的正面和与每个所述侧面入射型探测器模块的第二面对应的背面;
多个检测元件,设置在所述硅基底的所述正面上;
背面电极,设置在所述硅基底的所述背面上;以及
防散射结构,设置在每个所述侧面入射型探测器模块的所述第一面和所述第二面中的至少一面,所述防散射结构被配置为防止或减少发射到所述硅基底中的光子的散射;
其中所述硅基底、所述多个检测元件、所述背面电极和所述防散射结构被配置为一个整体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1605513B1 (en) * 2003-03-10 2015-01-07 Hamamatsu Photonics K.K. Photodiode array, method for manufacturing same, and radiation detector
JP4421209B2 (ja) * 2003-04-11 2010-02-24 浜松ホトニクス株式会社 放射線検出器
CN101569530B (zh) * 2008-04-30 2013-03-27 Ge医疗系统环球技术有限公司 X-射线检测器和x-射线ct设备
US8183535B2 (en) * 2009-02-11 2012-05-22 Mats Danielsson Silicon detector assembly for X-ray imaging
JP2012177624A (ja) * 2011-02-25 2012-09-13 Fujifilm Corp 放射線画像検出装置及び放射線画像検出装置の製造方法
WO2016093140A1 (ja) * 2014-12-09 2016-06-16 雫石 誠 撮像装置
US9700269B2 (en) * 2015-04-07 2017-07-11 Toshiba Medical Systems Corporation Parallel transverse field (PTF) tilted and collimated detectors
CN106535768B (zh) * 2015-07-14 2022-01-11 多斯智能成像 用于数字成像系统中的辐射检测的装置
US10617369B2 (en) * 2015-10-30 2020-04-14 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Anti-scatter grid for radiation detector
JP6591908B2 (ja) * 2016-02-18 2019-10-16 国立大学法人 東京大学 放射線検出装置
US10191162B2 (en) * 2017-05-05 2019-01-29 Prismatic Sensors Ab Radiation hard silicon detectors for x-ray imaging
WO2019240645A1 (en) * 2018-06-13 2019-12-19 Prismatic Sensors Ab X-ray detector design
US11086032B1 (en) * 2020-03-04 2021-08-10 Prismatic Sensors Ab Edge-on X-ray detector

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