CN103339527B - 单能量或多能量垂直辐射敏感探测器 - Google Patents

单能量或多能量垂直辐射敏感探测器 Download PDF

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Abstract

一种垂直辐射敏感探测器阵列（114），包括至少一个探测器叶（118）。所述探测器叶包括闪烁体阵列（210、502、807、907）和光传感器电路板（200、803、903），所述闪烁体阵列至少包括底侧（218）、后侧（214）和接收辐射的顶侧（212），所述光传感器电路板（200、803、903）包括光耦合到所述闪烁体阵列的所述后侧的光敏感区域（202、508、803、903）。所述探测器叶还包括：设置在所述闪烁体阵列之下的处理电子设备（406）；电学地耦合所述光敏感区域与所述处理电子设备的柔性电路板（220）；以及辐射屏蔽（236），其被设置在所述闪烁体阵列的所述底部之下、所述闪烁体与所述处理电子设备之间，从而屏蔽所述处理电子设备免受穿过所述闪烁体阵列的残余辐射。一些实施例包括诸如SrI2（Eu）的稀土金属碘化物。

Description

单能量或多能量垂直辐射敏感探测器
技术领域
下文总体上涉及成像，并且更具体而言涉及单能量和/或多能量垂直辐射敏感探测器，并且针对计算机断层摄影（CT）的特定应用进行了描述；然而，下文还可用于非CT成像模态，例如单光子发射计算机断层摄影（SPECT）、正电子发射断层摄影（PET）、数字X射线放射学，和/或其他成像模态。
背景技术
传统计算机断层摄影（CT）扫描器包括发射电离X射线辐射的X射线管，所述电离X射线辐射从所述X射线管贯穿检查区域和位于其中的患者并且照射设置于所述检查区域对面的探测器阵列。所述探测器阵列包括多个单能量积分探测器，每个包括光耦合到光传感器阵列的硫氧化钆（GOS）或其他闪烁体阵列。双能量探测器包括具有用于吸收较低能量“软”X射线光子的材料（例如，硒化锌（ZnSe））的第一闪烁体阵列，以及具有用于吸收较高能量“硬”X射线光子的材料（例如，GOS）的另一闪烁体阵列。
所述X射线辐射照射所述闪烁体阵列，所述闪烁体阵列吸收所述X射线光子，并且作为响应，发射指示所吸收的X射线光子的光学光子。所述光传感器阵列探测所述光学光子，并生成指示所探测的光学光子的电（电流或电压）信号。不可避免地，一些残余X射线光子穿过所述闪烁体而没有被所述闪烁体阵列吸收。重建器重建所述光传感器输出信号，并且生成指示所扫描的患者的体积图像数据。使用双能量探测器，可以针对每个能量水平生成图像，和/或可以组合所述数据以生成类似于单能量***的图像。
穿过患者的X射线光子根据被穿过的组织的辐射密度，被所述患者衰减和吸收，并且沉积在所述患者中的能量一般被称作沉积剂量或患者剂量。遗憾的是，这种电离辐射能损害细胞。CT中的趋势是减少患者剂量，包括用于筛查无症状患者，和/或对年轻群体、正经历反复扫描的较患者成像，等等。然而，减少患者剂量不利地影响图像噪声，这主要是到达所述探测器的所述X射线光子的泊松（“量子”）噪声。此外，以相对较低的剂量在常规CT扫描器中进行成像的尝试，例如在由所述探测器生成的电信号接近所述电噪声的水平时，造成显著过量的图像噪声和伪影。
几乎所有的闪烁体不光有（归因于X射线吸收的）光学发射，都还有一些光学吸收。该光学吸收与光子在它们被散射到所述光探测器时行进的距离成正比。这样，增大垂直光探测器（其中所述光探测器相对于入射辐射的方向，被安装到所述闪烁体的侧边）的高度而不增加X射线光子吸收，可以减少光学光子吸收，并因此增加由所述探测器生成的所述电信号的水平。
CT中的另一个趋势是增加空间分辨率，同时维持预先定义的覆盖区域。分辨率可以通过减小（给定到所述X射线光斑的固定距离）所述探测器的尺寸，而得以增加。然而，为了以具有减小的尺寸的探测器维持预先定义的覆盖区域，需要更多的探测器，这可能增加探测***的总体成本。此外，为了维持给定的图像信噪比水平，探测器上的电路应被定位为尽可能地接近所述光探测器，以减小额外的电噪声。当电路与所述光传感器相邻时，可以达到相对更高的性能水平。然而，将所述电路放在这样的位置或者需要阻挡残余的X射线辐射达到所述电路（例如，经由辐射屏蔽），或者使用抗辐射的电路，这相应地会消耗更大面积和/或增加探测器成本。
发明内容
本发明的各方面解决上文提到的问题以及其他问题。
根据一个方面，一种垂直辐射敏感探测器阵列，包括至少一个探测器叶。所述探测器叶包括：闪烁体阵列，所述闪烁体阵列至少包括：底侧、后侧和接收辐射的顶侧；光传感器电路板，其包括光耦合到所述闪烁体阵列的所述后侧的光敏感区域。所述探测器叶还包括：处理电子设备，其设置在所述闪烁体阵列之下；柔性电路板，其电耦合所述光敏感区域与所述处理电子设备的柔性电路板；以及辐射屏蔽，其设置在所述闪烁体阵列的所述底部之下、所述闪烁体与所述处理电子设备之间，从而屏蔽所述处理电子设备免受穿过所述闪烁体阵列的残余辐射。
根据另一方面，一种方法包括通过成像***的探测器阵列的至少一个探测器叶，探测辐射；生成指示所探测到的辐射的信号；以及重建所述信号，生成体积图像数据。所述探测器叶包括闪烁体阵列，所述闪烁体阵列至少包括：底侧、后侧和接收辐射的顶侧；光传感器电路板，其包括，光耦合到所述闪烁体阵列的所述后侧的光敏感区域。所述探测器叶还包括：处理电子设备，其设置在所述闪烁体阵列之下；柔性电路板，其电耦合所述光敏感区域与所述处理电子设备；以及辐射屏蔽，其被设置在所述闪烁体阵列的所述底部之下、所述闪烁体与所述处理电子设备之间，从而屏蔽所述处理电子设备免受穿过所述闪烁体阵列的残余辐射。
根据另一方面，一种辐射敏感探测器阵列，包括具有基于卤化物的闪烁体的顶部闪烁体阵列以及设置在所述顶部闪烁体阵列之下的至少一个其他闪烁体阵列。所述辐射敏感探测器阵列还包括光传感器，所述光传感器光耦合到所述闪烁体阵列，并且被配置为探测响应于所述顶部闪烁体阵列和至少一个其他闪烁体阵列吸收X射线光子而由所述顶部闪烁体阵列和所述至少一个其他闪烁体阵列发射的光学光子。
附图说明
本发明可以采取各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选的实施例的目的，并且不应被解释为限制本发明。
图1图示了具有探测器阵列的示范性成像***，所述探测器阵列包括具有多个垂直探测器叶的多个片块（tile）。
图2和图3图示了示范性单能量垂直探测器叶。
图4图示了具有多个单能量垂直探测器叶的片块。
图5图示了具有多个双能量垂直探测器叶的片块。
图6图示了示范性双能量垂直探测器叶。
图7图示了针对各种闪烁材料的发射谱。
图8图示了使用陶瓷或结晶闪烁体的垂直双能量探测器。
图9图示了使用复合闪烁体的垂直双能量探测器。
图10图示了针对各种闪烁材料的X射线吸收谱。
图11图示了示范性方法ggffjj。
具体实施方式
图1图示了诸如计算机断层摄影（CT）扫描器的成像***100。所述成像***100包括固定机架102和旋转机架104，旋转机架104由固定机架102以能够旋转的方式支撑。旋转机架104关于纵轴或z轴108绕检查区域106旋转。辐射源110，例如X射线管，由所述旋转机架104支撑并与所述旋转机架104一起旋转，并且发射辐射（例如，X射线光子）。源准直器（未示出）准直所发射的辐射，以形成大体为锥形、扇形、楔形，或其他形状的辐射束，所述辐射束穿过所述检查区域106和其中的对象（例如，行李，等）或受试者（人或动物）。
辐射敏感探测器阵列114附接到所述旋转机架104并且对向角度弧，在所述辐射源110对面，与所述检查区域106相对。图示的探测器阵列114包括多个沿横轴（在x/y平面中）堆叠的探测器片块116，所述横轴横向于所述z轴108。如所示出地，探测器片块116包括沿所述横轴相互堆叠并且沿所述z轴方向延伸的多个探测器叶118。在另一实施例中，所述探测器阵列114备选地包括多个探测器模块或单个探测器的延伸阵列。
如以下更加详细地描述，在一个实施例中，探测器叶118一般包括沿所述z轴方向延伸的多个单能量垂直探测部分或多能量垂直探测部分，其中垂直探测部分包括一维或多维的闪烁体阵列（包括诸如GOS的常规陶瓷闪烁体，和诸如基于卤化物的闪烁体的晶体闪烁体或陶瓷闪烁体，以及包括处于树脂或塑料介质中的粉末状闪烁体的复合闪烁体，和/或其他闪烁材料），它们中的每一个元件均被光耦合到所述一维或多维光传感器阵列中各自对应的元件。
探测器叶118还包括：处理电子设备，其相对于进入的X射线光子的方向在所述垂直探测部分下方或之下；柔性印刷电路板（PCB），其电耦合所述垂直探测部分的所述光传感器阵列与所述处理电子设备；以及辐射屏蔽，其附接到所述柔性PCB在所述探测部分与所述处理电子设备之间，屏蔽所述处理电子设备免受穿过所述垂直探测部分的残余辐射。所述辐射屏蔽缓和了在所述处理电子设备中必须使用抗辐射部件，其相对于在所述处理电子设备中使用抗辐射部件的配置能降低成本。此外，所述柔性PCB允许相对于使用更昂贵的基于陶瓷的PCB的配置降低了探测器成本，并且相对于刚性或其他PCB更不易碎裂。
辐射敏感探测器阵列114响应于探测X射线光子，生成并且输出指示所探测的辐射的信号（或投影数据）。在所述垂直探测部分包括光耦合到互补的多维光传感器阵列的多维闪烁体阵列（带有具有不同X射线能量吸收特征的层）的配置中，可以通过沿所述闪烁体阵列的深度测量所述X射线吸收得到光谱信息，并且可以通过对相同射线路径中的所述多元光电二极管阵列的元件的输出求和来得到常规的CT测量结果。
重建器120使用光谱或常规重建算法重建所述信号或投影数据，并且生成指示所述检查区域106的体积图像数据。可以从所述体积图像数据生成一个或多个光谱或常规图像。受试者支撑体122，例如卧榻，在所述检查区域106中支撑对象或受试者。所述支撑体122可与所述旋转机架104的旋转相协调，沿x轴、y轴和z轴移动，以便于螺旋、轴向，或其他期望的扫描轨迹。
通用计算***充当操作者控制台124，其包括诸如显示器和/或打印机的人类可读输出设备，以及诸如键盘和/或鼠标的输入设备。所述控制台124包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为运行编码或体现在本地和/或远程计算机可读存储介质（例如物理存储器）上的计算机可读指令（软件），这允许所述操作者控制所述***100的运转，例如通过允许所述操作者选择光谱或常规扫描协议、启动/结束扫描，等等。额外地或备选地，所述指令可以经由信号介质或载波承载。
图2、图3和图4示出了单能量探测器叶118的非限制性范例。图2示出了所述探测器叶118的部件分解侧视图，图3示出了所述探测器叶118的正面透视图，并且图4示出在具有基底和安装在所述叶118之下的处理电子设备的探测器片块中的多个探测器叶118。
在附图中，光传感器电路板200被附接到支撑载体206的大体为平面的区域，所述光传感器电路板200包括光敏感区域202（其至少与附接到它的闪烁体210一样长）以及信号转移区域204（其至少与柔性PCB220的对应的信号接收部分222一样长），所述支撑载体206包括从所述载体206延伸的突出208。所述电路板200可以被胶接和/或以其他方式固接到所述载体206的所述区域。所述载体206包括诸如钨的X射线辐射屏蔽材料和/或其他辐射屏蔽材料，并且所述突出208在所安装的电路板200上方延伸，从而屏蔽所述电路板200免受冲击所述突出208的X射线光子。所述信号转移区域204包括与所述光敏感区域202电连通的电气通路，所述电气通路可以包括光电二极管，例如硅（Si）、砷化镓（GaAs）磷化铟（InP），和/或光电二极管、电荷耦合探测器、CMOS探测器，和/或其他辐射探测器。
闪烁体阵列210附接到与光敏感区域202连接的电路板200。所述闪烁体阵列210具有顶侧212或辐射接收侧、后侧或光学光子转移侧214，以及三个其他侧216（其中一个在图2中不可见）和底侧218。反射涂层219（例如，白色涂料）被施加到所述顶侧212、所述三个其他侧216以及所述底侧218，其可以有助于将光学光子定向到光敏感区域202的方向中。在图示的实施例中，所述闪烁体阵列210被附接到所述光敏感区域202，使得所述光学光子转移侧214面向所述光敏感区域202。可以通过光学胶水或以其他方式附接所述闪烁体阵列210。在图3中，所述闪烁体阵列210为N元阵列，其中N=5（五）。在其他实施例中，N可以是八（8）、十六（16）、三十二（32）、二百五十六（256），或其他整数。
柔性PCB220被附接到基底200的信号转移区域204。一般地，可以利用任何已知的或其他柔性PCB。合适的柔性PCB的范例是具有基底材料的PCB，所述基底材料包括层压材料和/或柔性聚合物膜，其可以包括，但不限于聚酯（PET）、聚酰亚胺（PI）、聚乙烯萘（PEN）、聚醚酰亚胺（PEI）、含氟聚合物（FEP），和/或其他材料中的一种或多种。所述柔性PCB220还包括胶粘剂（基于聚合物的）以及包括电气通路或导电线路的一个或多个导电层（例如，铜、银，等），所述电气通路或导电线路可以被蚀刻或以其他方式形成在所述一个或多个层中。所述电气通路有利于转移由所述光传感器区域202响应于感测到光学光子而生成的电信号。
在图示的实施例中，柔性PCB220的部分222通过导电性粘合剂或焊料224附接到所述信号转移区域204。合适的导电性粘合剂包括，但不限于，各向异性导电膜（ACF）带和/或其他粘合剂。对于所述焊料选项，可以使用任何焊接方法。所述柔性PCB220的支撑区域226抵靠在所述载体206上。所述支撑区域226允许所述柔性PCB220的膨胀和/或收缩和/或其他移动。任选地，所述支撑区域226的子部分可以附接或者以能够移动的方式附接到所述载体206。图示的柔性PCB220被成型为使得其包括用于支撑支持设备230的支撑区域228。在图示的实施例中，所述区域228被定位在所述PCB220的一侧上，所述侧与面向所述基底200和所述载体206的侧相反，并且在远离所述基底200和所述载体206的方向中延伸。
在图示的实施例中，支撑区域228包括第一区段232，其从由所述载体206支撑的所述柔性PCB200部分延伸，并且大体关于所述支撑载体206垂直且大体平行于所述闪烁体阵列210的底侧218并在所述闪烁体阵列210的底侧218之下。所述柔性PCB220的第二区段234从所述第一区段232延伸，大体垂直地向着所述闪烁体阵列210的所述底侧218并且大体平行于所述支撑载体206。所述支持设备230可以被胶结或以其他方式固接在所述支撑区域228中。图示的支持设备230包括金属块，所述金属块带有一个或多个对准孔或无材料区域，所述对准孔或无材料区域可以被用于在片块或模块中对准所述探测器叶118，并且允许针对低成本累积的高机械准确度。
辐射屏蔽236被附接到所述支持设备230，位于所述闪烁体阵列210的所述底侧218与所述支持设备230之间。所述辐射屏蔽236包括一个或多个辐射不透明材料，其实质上衰减穿过所述闪烁体阵列210并且撞击所述辐射屏蔽236的X射线光子。所述电触头238被设置在所述第一区段232的一侧上，该侧与支撑所述支持设备230的一侧相对。在图示的实施例中，电触头238包括一个或多个导电性焊料球。在另一实施例中，所述电触头额外地或备选地包括电导性环氧树脂。
图4示出了探测器片块402的子部分，所述探测器片块402包括被附接到基底404和处理电子设备406的多个叶118。在图4中，示出了三（3）个所述探测器叶118。然而，所述片块402可以包括任意数目的探测器叶118，例如八（8）、十六（16）、三十二（32）、二百五十六（256）或另一整数。所述基底404经由所述电触头238附接到所述第一区段232的所述第一侧，并且所述处理电子设备406经由电触头408附接到所述基底404，所述电触头408像所述接触238一样可以包括焊料、导电性环氧树脂，和/或导电性粘合剂。
处理电子设备406可以包括集成芯片（IC）、专用集成电路（ASIC）中的多路复用器、放大器、模数转换器等。所述基底404经由所述电触头238附接到所述第一区段232的所述第一侧，并且所述处理电子设备406经由已知技术（例如，丝焊、倒装芯片，等）或其他技术附接到所述基底404。在该配置中，所述处理电子设备406被设置在由支撑载体206、突出208和辐射屏蔽236提供的辐射屏蔽之下，并且受所述支撑载体206、所述突出208和所述辐射屏蔽236屏蔽以免受穿过所述闪烁体210的X射线辐射。
图5和图6示出了具有双能量（上下双层）探测器叶118的片块500的非限制性范例。图5示出了所述片块500的侧视图，并且图6示出了所述片块500的正视图。其他实施例包括多于两个能量分辨的探测器叶。一般地，针对每个不同的能量范围使用不同的闪烁体/光传感器子区域对。图示的双能量探测器叶118基本上类似于在图2至图4中所示的单能量探测器叶，除了它们的闪烁体阵列502具有两个不同的闪烁子区域、顶部子区域504和底部子区域506，用于分别探测具有在两个不同的能量范围（较低范围和较高范围）中的能量的X射线光子，并且具有两个互补的光敏感子区域的光敏感区域508，第一子区域510和第二子区域512，用于探测相应的光学光子。
在本文中所描述的（一个或多个）闪烁体中可以采用各种闪烁材料。范例包括，但不限于GOS，ZnSe，用碲活化的ZnSe（ZnSe:Te），铕（Eu）掺杂的碘化钙（CaI2:Eu）、碘化锶（SrI2:Eu）和碘化钡（BaI2:Eu），掺杂有Eu2+的陶瓷碱土金属碘化物，未掺杂的SrI2，和/或掺杂有Eu2+、Ce3+或Pr3+或其他活化剂离子的其他闪烁体。这些闪烁材料也可以结合其他探测器使用，例如在2007年10月26日递交的申请序列号11/912673，题为“DoubleDeckerDetectorforSpectralCT”中所描述的探测器，在此通过引用明确将所述申请全文并入；在2008年3月25日递交的申请序列号12/067942，题为“ComputerTomographyDetectorUsingThinCircuits”中所描述的探测器，在此通过引用明确地将其全文并入；和/或其他探测器。
图7示出了作为发射波长712的函数的各种闪烁材料的发射光谱，所述闪烁材料例如CaI2:Eu702、SrI2:Eu704、BaI2:Eu706、SrBr2:Eu708，以及未掺杂的SrI2710。从图7可见，掺杂有Eu2+的所述卤化物的发射光谱在光谱的紫外（UV）/蓝色部分。
SrI2:Eu是已知最高效的闪烁体之一。其效率超过100000光子/MeV，并且其能量分辨率可以极高（约2%），接近物理限值。其熔点低（538℃），这使其非常适合单晶生长，并且其晶体结构为正交晶系。CaI2:Eu和BaI2:Eu也具有非常高的光产出。由于从Ca到Ba的方向中共价性增加，因而具有较重碱土金属离子的组合物水稳定性更好。可以使用混合稀土金属卤化物Si(1-n）BanI2，其中在0.05<n<0.15的范围内调节n的值，以降低特定温度范围上光输出的温度系数。
所述闪烁材料可以通过以下方式制备，在无湿无氧下物理混合粉末状的卤化物，将混合物放在石英安瓿中，对它们抽真空，将它们密封并在它们的熔化温度之下于150-50℃的温度加热它们。备选地，可以使碳酸酯与对应的卤化物酸在产物的熔化温度之下在150-50℃的温度反应。本文还预期其他技术。例如可以通过布里奇曼法，相当容易地生成CaI2、SrI2和BaI2的单晶。当需要最佳光产出时需要该方法。在该方法中，使用温度梯度烘箱。在所述烘箱中温度等于要被生长的单晶的熔化温度处的位置，所述温度梯度是大的。也可是使用提拉法生长单晶。
使用包括卤素的复合闪烁体，则不需要晶体生长，所述复合闪烁体包括通过将粉末状闪烁体混合到树脂中，而形成的在树脂中的CaI2:Eu、SrI2:Eu或BaI2:Eu。容易确保Eu2+活化剂在CaI2、SrI2、BaI2或化学混合粉末中的均匀分布。与当前使用的闪烁体相比，这样的复合材料呈现因散射和光吸收造成的光损失，但这种损失被由这些闪烁体的非常高的光产出充分地补偿。此外，所述复合材料缓和了机械地将单晶结构化，以获得正确形状和尺寸的晶体。事实上，单晶非常容易解理；CaI2晶体因它们的六方晶结构，而倾向于为不透明的。
另外，可以通过诸如刮片或甚至印刷的技术，构造所述复合闪烁体。此外，CaI2:Eu、SrI2:Eu或BaI2:Eu是吸湿性的，并且为使它们可应用于CT，而对它们的晶体的切割与构建必须在特殊条件下小心地进行。使用所述复合材料，可以省略切割，并且如果都需要的话，构建可以在μ-微晶已被嵌入到树脂中时（避光无水保护）进行。此外，可以通过添加“吸收剂”样的材料到所述树脂，进一步降低所述闪烁体材料对湿气的敏感性的影响。CaO或P2O5，均为白色材料，与水强烈反应，并且将有效地保护所述闪烁体微晶。
如上文简要讨论的，本文中所描述的探测器可以使用包括GOS、ZnSe、ZnSe:Te、CaI2:Eu、SrI2:Eu、BaI2:Eu、SrI2等的闪烁体，所述探测器包括单能量探测器和多能量探测器。图8和图9示出了具有基于SrI2的闪烁体的范例。图8示出了使用陶瓷或结晶闪烁体的双能量（双层）探测器叶800的侧视图，并且图9示出了使用复合闪烁体的双能量（双层）探测器叶900的侧视图。
暂时转到图10，作为光子能量的函数图示了针对SrI2、ZnSe和GOS的X射线吸收系数的范例。在图示的实施例中，y轴1002表示以cm-1为单位的X射线吸收的系数，并且X轴1004表示以KeV为单位的光子能量。第一曲线1006表示SrI2的X射线吸收的系数，第二曲线1008表示ZnSe的X射线吸收的系数，并且第三曲线1010表示GOS的X射线吸收的系数。
从图10可见，SrI2的线性X射线吸收系数跟随ZnSe的线性X射线吸收系数直到30keV。在30keV与50keV之间，SrI2的线性X射线吸收吸收比ZnSe的高得多，并且其也比GOS更好地吸收这些相对软的X射线，这可以改善对含碘示踪剂的响应。在较高的光子能量处，SrI2吸收基本上小于GOS的，实现了对重元素的光谱分辨。
因此，总体的光谱分辨至少像ZnSe的那样好。对于已通过患者的120kVpX射线，厚度为300微米的SrI2在X射线吸收中等同于厚度为1mm的ZnSe。
返回图8，双能量光谱CT探测器800包括：辐射屏蔽802；探测器阵列803，其包括顶部光电二极管804和底部光电二极管806；包括顶部闪烁体808的闪烁体阵列807，所述顶部闪烁体808包括MI2:Eu（M=Ca、Sr、Ba）闪烁晶体。晶体的高度取决于所述闪烁体的X射线吸收，并且对于SrI2:Eu是约300微米。所述晶体被涂覆有白色涂层810，其可以并入扩散减速添加剂SiOx和具有反射性白色涂层810的底部闪烁体812，以及在所述顶部闪烁体808和底部闪烁体812之间的铝箔814，所述底部闪烁体812包括GOS:Pr、Ce闪烁晶体，所述铝箔814可以缓和或减少在所述顶部闪烁体808和底部闪烁体812之间的光学串扰。
利用SrI2，吸收约一半所述X射线积分通量的最佳厚度仅为约0.3mm。因此，使用光导管将光有效地带到具有相对大面积的光电二极管，将是合乎期望的。合适的光导管（在图8中不可见）在2010年递交并且题为“DetectorArrayforSpectralCT”的美国公开2010/022833中有描述，在此通过引用将所述公开全文并入。备选地，可以将所述光导管放在所述SrI2层之下。尽管该几何结构减少了对最软的X射线的敏感度，并且因此减小了光谱对比度，但是其还在每个方向中提供对水蒸气或氧的扩散的厚的可靠屏障，否则所述水蒸气或氧可能侵蚀所述SrI2。
转到图9，双能量光谱CT探测器900包括：辐射屏蔽902；探测器阵列903，其包括顶部光电二极管904和底部光电二极管906；闪烁体阵列907，其包括顶部闪烁体908和底部闪烁体910，所述顶部闪烁体908包括在干净树脂（clearresin）（具有取决于卤化物密度的高度，并且对于SrI2为约6.5mm）中的MI2:Eu（M=Ca、Sr、Ba）大颗粒粉末20%，所述底部闪烁体910包括在干净树脂（高10mm）中（以重量计）20%的GOS:Pr、Ce大颗粒粉末（例如，>5μm）；在所述顶部闪烁体908与底部闪烁体910之间的两个白色反射层之间的为铝箔的不透明反射层912，以防止它们之间的光学串扰。所述感光器阵列903的背表面916——其与所述闪烁体被附接到的侧918相对——包括具有反射层的白色反射涂层，例如白色反射涂料或明亮金属层。
如果将SrI2用作所述顶部闪烁体908中的复合闪烁体，其作为粉末分散在透明树脂（例如环氧树脂或硫醇树脂，其可以是或可以不是紫外光固化的）中，则可以通过将其稀释到10-30%浓度，例如20%浓度，而不是使用光导管，来实现足够的光电二极管面积。所述复合材料形成其自身的光导管。因此，针对0.3mm-当量的SrI2高度，所述光电二极管可以是6.5mm高。这有双重优势，因为以该稀释量，所述光也通过所述复合材料1-1.5mm厚宽度被有效地带到所述光电二极管的敏感表面，在所述复合材料中所述光将在更高浓度下遭受剧烈散射。
以相同的方式，所述底部闪烁体910可以由GOS复合闪烁体形成，并且其同样可以有利地包括以约20%浓度（以质量计）分散在所述光学树脂中的所述（GOS）粉末。因此，可以通过在合适的聚四氟乙烯模具中，顺序地首先将所述GOS复合树脂，并然后将所述SrI2复合树脂浇铸到光电二极管阵列的表面上，来制作这种探测器的元件，所述模具带有在所述两种复合材料之间的金属箔隔离物。可能需要浇铸比所要求的1.2mm更大的深度，并在之后机器切削掉多余的，以去除由毛细管形成过量材料。
图11图示了成像方法。
在1102，由本文描述的成像***100的辐射叶118的辐射敏感探测器感测X射线辐射。
在1104，经由所述辐射敏感探测器的单能量或多能量闪烁体阵列，将所述X射线辐射转换为指示所探测的辐射的光学光子。
在1106，经由所述辐射敏感探测器的单一或多重-光传感器，探测所述光学光子。
在1108，由光传感器将所述光学光子转换为指示所探测的辐射的电信号。
在1110，经由本文描述的所述柔性PCB，将所述信号发送到所述探测器的处理电子设备。如本文中所描述，所述柔性PCB电耦合所述光传感器与所述处理电子设备，其被设置在辐射屏蔽之下，所述辐射屏蔽被设置在所述闪烁体阵列之下。
在1112，将所述信号从所述探测器的所述处理电子设备发送离开所述探测器到处理器。
在1114，重建所述信号，生成指示所接收的辐射的体积图像数据。
已参考优选的实施例描述了本发明。他人在阅读和理解前面的详细描述时，可以想到多种修改和变动。应该将本发明理解为包括所有这样的修改和变动，只要它们落入权利要求书或其等价方案的范围之内。

Claims (15)

1.一种垂直辐射敏感探测器阵列(114)，包括：
至少一个探测器叶(118)，其包括：
闪烁体阵列(210、502、807、907)，其至少包括：底侧(218)、后侧(214)和接收辐射的顶侧(212)；
光传感器电路板(200)，其包括光敏感区域(202、508)和信号转移区域(204)，所述光敏感区域(202)光耦合到所述闪烁体阵列的所述后侧；
处理电子设备(406)，其被设置在所述闪烁体阵列之下；
柔性电路板(220)，其电耦合所述光敏感区域与所述处理电子设备，所述柔性电路板被附接到所述信号转移区域(204)，所述信号转移区域包括与所述光敏感区域(202)电连通的电气通路；以及
辐射屏蔽(236)，其被设置在所述闪烁体阵列的底部之下、所述闪烁体阵列与所述处理电子设备之间，从而屏蔽所述处理电子设备免受穿过所述闪烁体阵列的残余辐射。
2.如权利要求1所述的探测器阵列，还包括：
支撑载体(206)，其包括辐射屏蔽材料，其中，所述光传感器电路板被固定地安装到所述支撑载体，所述支撑载体屏蔽所述光传感器电路板免受冲击辐射，其中，所述柔性电路板包括第一部分(222)和第二部分(226)，并且其中，所述柔性电路板的所述第一部分被固定地安装到所述信号转移区域，并且所述柔性电路板的所述第二部分由所述支撑载体以能够移动的方式支撑。
3.如权利要求2所述的探测器阵列，其中，所述柔性电路板还包括：
第一区段(232)，其大体关于所述载体垂直地、并且大体平行于所述闪烁体阵列的底侧并且在所述闪烁体阵列的底侧下方从所述柔性电路板的所述第二部分延伸；以及
第二区段(234)，其大体垂直地向着所述闪烁体阵列的底侧并且大体平行于所述载体从所述第一区段延伸，
其中，所述处理电子设备被定位于所述柔性电路板的所述第一区段之下。
4.如权利要求3所述的探测器阵列，还包括：
由所述柔性电路板承载的支持设备(230)，其中，所述支持设备包括至少一个对准孔，用于使所述探测器阵列相对于探测器片块(402、500)中的一个或多个其他探测器阵列对准。
5.如权利要求4所述的探测器阵列，其中，所述柔性电路板的所述第二部分、所述第一区段和所述第二区段形成支撑区域(228)，并且所述支持设备被紧固在所述支撑区域中并且被定位于所述处理电子设备之上。
6.如权利要求1至5中任一项所述的探测器阵列，其中，所述闪烁体阵列包括硫氧化钆。
7.如权利要求1至5中任一项所述的探测器阵列，其中，所述闪烁体阵列包括：
顶部闪烁体阵列(504、808、908)，其包括硒化锌；以及
至少一个其他闪烁体阵列(506、812、910)，其被设置在所述顶部闪烁体阵列之下并且包括硫氧化钆。
8.如权利要求1至5中任一项所述的探测器阵列，其中，所述闪烁体阵列包括：
顶部闪烁体阵列(504、808、908)，其包括卤化物闪烁材料；以及
至少一个其他闪烁体阵列(506、812、910)，其被设置在所述顶部闪烁体阵列之下并且包括硫氧化钆。
9.如权利要求8所述的探测器阵列，其中，所述顶部闪烁体阵列包括陶瓷闪烁体或结晶闪烁体。
10.如权利要求8所述的探测器阵列，其中，所述顶部闪烁体阵列包括复合闪烁体。
11.如权利要求8所述的探测器阵列，所述卤化物闪烁材料包括碘化钙、碘化锶或碘化钡中的至少一种。
12.如权利要求8所述的探测器阵列，其中，所述卤化物掺杂有铕。
13.一种成像方法，包括：
经由成像***的探测器阵列(114)的至少一个探测器叶(118)来探测辐射，所述探测器叶包括：
闪烁体阵列(210、502、807、907)，其至少包括：底侧(218)、后侧(214)和接收辐射的顶侧(212)；
光传感器电路板(200)，其包括光敏感区域(202、508)和信号转移区域(204)，所述光敏感区域光耦合到所述闪烁体阵列的所述后侧；
处理电子设备(406)，其被设置在所述闪烁体阵列之下；
柔性电路板(220)，其电耦合所述光敏感区域与所述处理电子设备，所述柔性电路板被附接到所述信号转移区域(204)，所述信号转移区域包括与所述光敏感区域(202)电连通的电气通路；以及
辐射屏蔽(236)，其被设置在所述闪烁体阵列的底部之下、所述闪烁体阵列与所述处理电子设备之间，从而屏蔽所述处理电子设备免受穿过所述闪烁体阵列的残余辐射；
生成指示所探测到的辐射的信号；以及
重建所述信号，生成体积图像数据。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述闪烁体阵列包括铕掺杂碘化钙、铕掺杂碘化锶、铕掺杂碘化钡或未掺杂的碘化锶闪烁材料中的至少一种。
15.如权利要求13至14中任一项所述的方法，其中，所述闪烁体阵列包括陶瓷闪烁体、结晶闪烁体或复合闪烁体。
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