CN104662675B - X射线辐射检测器和ct系统 - Google Patents

X射线辐射检测器和ct系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104662675B
CN104662675B CN201380048502.5A CN201380048502A CN104662675B CN 104662675 B CN104662675 B CN 104662675B CN 201380048502 A CN201380048502 A CN 201380048502A CN 104662675 B CN104662675 B CN 104662675B
Authority
CN
China
Prior art keywords
radiation
aforementioned
change type
layer
direct change
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201380048502.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104662675A (zh
Inventor
M.拉巴延德英扎
F.迪雷
B.克赖斯勒
D.尼德洛纳
C.施勒特
M.斯特拉斯伯格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Healthineers AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of CN104662675A publication Critical patent/CN104662675A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104662675B publication Critical patent/CN104662675B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/24Measuring radiation intensity with semiconductor detectors
    • G01T1/241Electrode arrangements, e.g. continuous or parallel strips or the like
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0224Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • H01L31/115Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4007Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units
    • A61B6/4014Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units arranged in multiple source-detector units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

本发明涉及用于检测X射线辐射的直接转换式X射线辐射检测器(C3、C5),其至少具有用于检测X射线辐射的半导体(1)和至少一个安装在半导体(1)上的电极(2),其中半导体(1)和至少一个电极(2)导电连接,其中至少一个电极(2)形成为透明并导电。此外,本发明涉及至少具有根据本发明的直接转换式X射线辐射检测器的CT系统(1)。

Description

X射线辐射检测器和CT系统
技术领域
本发明涉及特别地使用在CT系统内的用于检测X射线辐射的直接转换式X射线辐射检测器,其至少具有用于检测X射线辐射的半导体和至少一个安装在半导体上的电极,其中半导体和至少一个电极导电连接,并且本发明涉及带有X射线辐射检测器的CT系统。
背景技术
对于特别是在CT系统、双能量CT系统、SPECT系统和PET系统中的伽马辐射、X射线辐射的检测,使用基于半导体材料的直接转换式检测器等,所述半导体材料例如为CdTe、CdZnTe、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TIBr2、HgI2。但这些材料具有大量晶体缺陷或晶格缺陷,其可作为初始中心和重组中心而变得电有效,并且例如以图像伪影的形式不利地影响X射线辐射的检测。
为优化X射线辐射检测,已知将用于检测的半导体以附加的辐射照射以产生附加的电荷载体。作为附加的辐射,例如使用IR、UV或可见光辐射。但在目前已知的X射线辐射检测器中使用非透明的或不透光的电极,所述电极布置在半导体的朝向附加辐射的侧面上。这些非透明的电极此外将半导体的材料与高压源或通向高压源的导电连接部连接。所施加的高压在半导体的材料的内部内产生电场,所述电场实现了所产生的电荷载体向电极的运动。但在非透明的电极的情况中,半导体几乎完全地相对于附加辐射被屏蔽,使得不产生附加的电荷载体。
此外,常规的电极具有对于被检测的X射线辐射的明显的吸收作用。由于保持CT设备内的患者的剂量率尽可能低的要求,力求使用带有尽可能低的吸收作用的电极。这与用于优化X射线辐射检测的检测器是否以附加的辐射照射无关。
从文献US 7 652 258 B2中已知根据权利要求1的前序部分的直接转换式X射线检测器,其中借助于在透明的中间层内附加射入的IR辐射降低极化效果。
此外,参考文献US 2012/0068078 A1,所述文献示出了带有由HgJ2制造的半导体的辐射检测器,其中电极由钯、TiW、ITO、SnO2、InO3或碳膜制成,然后形成由硅或聚对二甲苯制成的保护层。
此外,文献US 6,163,030A示出了带有半导体的辐射检测器,其中使用由TCO、以Au或Pt制成的薄金属层或例如聚苯胺的有机导体制成的电极。
最后,也参考US 2011/0253886 A1,所述文献描述了直接转换式辐射检测器,其中借助于光源将光耦合到半导体层内。
发明内容
因此,本发明的任务是完成改进的直接转换式X射线辐射检测器,其检测材料不被非透明的电极相对于附加的辐射屏蔽,并且其电极具有对于待检测的伽马辐射和/或X射线辐射的低的吸收作用。
此任务通过独立权利要求的特征解决。本发明的有利的扩展是从属权利要求的内容。
本发明人已认识到,可完成由带有低吸收作用的材料制成的导电并且透明的电极,所述电极特别地适合于使用在CT系统内。电极的透明性在此涉及所使用的半导体的附加辐射,例如IR辐射、UV辐射或可见光辐射。通过使用此类电极,一方面附加的辐射几乎完全地到达用于检测的半导体,并且另一方面所使用的X射线辐射的剂量可保持为低剂量,因为电极的吸收作用低。
为实现此效果,即透明性和低的吸收作用,可构建包括多个层的电极。导电并且透明的电极安装在半导体的朝向X射线辐射的侧面上。直接安装在半导体的材料上的第一层可形成为导电并且至少部分地透明的接触层。为此,合适的是导电的金属,如铂、铟、钼、钨、钌、金、银、铝或这些金属的组合。接触层可形成为厚度最多200nm的贯通层或形成为带有不均匀地分布的透明的孔的多孔层,或形成为结构化的层,例如具有带有规则地分布的透明的孔洞或网眼的网状的层。通过层或孔、孔洞或网眼,附加辐射的至少10%、更好地至少50%到达半导体的材料上。例如接触层越薄和/或孔、孔洞或网眼形成得越大或越频繁,则越多的辐射通过接触层到达。但接触层的导电性随着层内的孔、孔洞或网眼的数量的增加而降低。
在接触层上可形成另外的导电并且透明的层。此层例如形成为中间层,其厚度在25μm和300μm之间。中间层包括附着剂和多个填充元件,所述填充元件嵌入或在存储在附着剂内。附着剂例如构造为导电并且透明的传递带。粘性的并且对于附加的辐射至少半透明的材料适合于作为附着剂,例如丙烯酸酯、硅胶或另外的有机粘合剂。颗粒状的填充元件嵌入在附着剂内并且形成了接触层和电极的另外的层之间的导电接触。为此,填充元件例如由如铜、铝、银、碳、镍、金的导电金属形成,或由这些材料的组合形成。填充元件的数量或其在附着剂内的厚度以及填充元件之间的间隔被选择为使得一方面使中间层形成为尽可能好地导电,但另一方面使中间层尽可能透明。在此,填充元件越多或其厚度越大,则导电能力越高,但中间层的透明性越低,并且反之亦然。厚度可选择为使得附加辐射的原来强度的不超过75%被中间层吸收。
电极的另外的层例如形成为TCO层,并且通过中间层的填充元件与接触层并且因此与半导体导电连接。缩写TCO意味着英语“transparent conducting oxides”。这是带有相对低的对于可见光范围内的电磁波的吸收的导电材料。合适的材料例如是无机材料,如纯的或掺杂的氧化铟锡,纯的或掺杂的氧化铟,氧化锡,纯的或掺杂的氧化锌,氧化镉,或有机材料,例如聚3,4-乙烯二氧噻吩,聚苯乙烯磺酸,碳纳米管,纯的或掺杂的聚苯胺衍生物。TCO层例如具有5nm至5μm的厚度。
此外,可在TCO层上形成具有导电并且透明的载体保护层的形式的另外的层,例如由聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯-甘醇、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯或另外的基于塑料的材料制成。
电极的TCO层和载体保护层可此外形成电极与X射线辐射检测器的电压源的导电连接。此连接形成为直接或间接的连接。在直接连接的情况中,电极与电压源直接连接,例如焊接。在间接连接的情况中,例如在TCO层和电压源之间形成导电的连接元件。
以如前所述的包括多个导电并且透明的层的电极,相对于现有技术产生了如下的优点:可执行检测器的测量过程,同时在半导体上施加附加的辐射。在此,与其中表面的至少部分以不透明的电极覆盖并且因此不可受到附加的辐射的传统的检测器不同,半导体的整个表面可用于检测伽马辐射和/或X射线辐射。由于缺少照射,半导体的此区域具有时间上不稳定的特征。所出现的电极的对于伽马辐射和/或X射线辐射的吸收效果与现有技术相比明显更低。这特别地通过电极的低厚度以及取决于所选择的材料的低原子序号实现。
因此,本发明人建议改进特别地使用在CT系统内的用于检测X射线辐射的直接转换式X射线辐射检测器,其至少具有用于检测X射线辐射的半导体和至少一个安装在半导体上的电极,其中半导体和至少一个电极导电连接并且至少一个电极形成为透明的并导电的,所述改进使得安装在半导体上的至少一个电极至少具有以如下次序的如下层:至少一个接触层,带有至少一个嵌入在附着剂内的填充元件的至少一个中间层,至少一个TCO层和至少一个载体保护层。优选地,电极的层从半导体在入射辐射的方向上以上述次序存在于半导体上。
直接转换式X射线辐射检测器包括半导体,所述半导体用于检测X射线辐射。作为半导体的材料,合适的例如是CdTe、CdZnTe、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TIBr2、HgI2。此外,X射线辐射检测器包括至少一个安装在半导体上的电极。在一个实施方式中,只形成一个电极。另外的实施方式提供了超过一个电极,例如两个、三个或四个电极。例如,将电极形成为阳极和/或阴极。根据本发明的电极优选地安装在半导体的向着X射线辐射和/或附加的辐射定向的表面上。此外,优选地将阴极布置在朝向X射线辐射或附加辐射的侧上,因为通用的检测器使用电子以产生信号。有利地,电极几乎在半导体的整个朝向X射线辐射的表面上延伸。电极与半导体导电连接。此外,电极与至少一个电压源,特别是高压电压源连接。通过电压源在半导体上施加电压,使得附加地产生的电荷载体在半导体内部内的由此导致的电场中向电极运动。
根据本发明,电极形成为透明的并且导电的。以此,一方面保证附加的辐射可侵入到半导体内,这通过使得透明的电极不屏蔽附加的辐射来实现,并且另一方面,形成到电压源的导电连接。电极在一个实施方式中是单件式的。在另外的优选的实施方式中,电极是多件式的,例如是两件的、三件的、四件的或五件的。例如,电极由多个层构建。有利地,电极的层分别平行于其上安装了电极的半导体的表面延伸。一个实施方式建议,所有的层分别是透明的并导电的。在另外的实施方式中,层在其整体上是透明的和导电的。
在一个实施方式中,电极包括至少一个导电的接触层。优选地,只形成一个接触层,在另外的实施方式中形成多个接触层。接触层有利地直接安装在半导体上。接触层用于电极与半导体的导电接触。优选地,接触层的厚度至多为250nm,优选地至多为200nm,并且进一步优选地至多为150nm。在此基本上认为接触层形成得越薄则其对于附加辐射越透明,其中在厚度降低时,导电性降低。对于接触层,特别合适的是导电的金属,例如铂、铟、钼、钨、钌、铑、金、银、铝和/或这些金属的组合。
接触层的不同的实施方式是可以的。一个实施方式建议了带有前述厚度的贯通的接触层。在此,接触层的透明度和导电性优选地在整个面上是相同的。另外的实施方式建议结构化地形成接触层。例如,接触层形成为多孔的。有利地,接触层的孔对于附加的电磁辐射比接触层的另外的区域更透明。随着孔的数量和/或尺寸的升高,接触层的透明性升高,其中导电性同时降低。接触层也可结构化地形成,例如形成为网状。网状的接触层优选地具有提高了接触层的透明性的多个自由的网眼或孔洞。与带有不均匀分布的孔的多孔接触层相比,网状接触层的网眼有利地均匀地分布,使得接触层的特征在半导体的整个表面上均匀地形成。此外,可使得多孔的或结构化的接触层形成为比贯通的接触层更薄,因为随着材料厚度的降低,层自身由孔洞等形成而非由较厚的层形成。
电极的另外的层优选地形成为至少一个中间层。优选地,只形成一个中间层,在另外的实施方式中,形成多个中间层。中间层优选地布置在接触层上。有利地,中间层包括附着剂和至少一个填充元件。附着剂例如形成为粘性或自粘的材料,如丙烯酸或另外的粘合剂。附着剂对于附加辐射形成为至少是半透明的,优选地是透明的。至少一个填充元件优选地嵌入在附着剂内或存储在其内,并且因此被附着剂包围。在一个实施方式中,只提供一个填充元件。优选的实施方式提供了数个特别是多个填充元件。填充元件有利地实现了电极的接触层和另外的层之间的导电连接。相应地,填充元件形成为导电的,例如由如铜、铝、银、碳、镍、金的金属或其组合形成。例如,颗粒状填充元件形成为具有以银包覆的铜微粒和/或镍微粒等的形式。在一个实施方式中,颗粒状填充元件形成为长的特别是纤维状和/或柱形。另外的实施方式建议了圆形的填充元件。此外,填充元件可均匀地和/或不均匀地间隔开地嵌入在附着剂内。
中间层的厚度优选地从大约25μm至300μm。厚度在此特别地取决于所使用的填充元件的形状和大小。此外,中间层优选地具有至多为附加辐射的强度的75%的吸收度,优选地至多60%、进一步优选地至多50%并且最优选地至多40%的吸收度。换言之,中间层优选地至多阻挡了附加辐射的75%。中间层的不同的吸收度优选地通过填充元件的数量和/或大小可调节。在附着剂内存在的填充元件越密集并且越多,则中间层越不透明但越导电。厚度有利地选择为使得中间层是尽可能透明的,当然是足够导电的。
有利地,电极包括另外的层,以此中间层或更精确而言中间层的填充元件可形成导电连接。此另外的层优选地形成为至少一个TCO层。优选地,只形成一个TCO层,在另外的实施方式中形成多个TCO层。缩写TCO意味着透明的导电的氧化物的概念(英语:transparent conducting oxides)。相应地,TCO层由透明的导电的氧化物形成。TCO材料是导电的材料,带有对于可见光范围内的电磁波的相对低的吸收。就此而言,TCO层特别地适合于实现透明和导电的电极。为形成TCO层,合适的是有机和无机材料。优选地,TCO层由如下列表中的至少一个材料形成:纯的或掺杂的氧化铟锡(ITO、FTO等),纯的或掺杂的氧化铟(In2O3,IZO等),氧化锡(SnOx),纯的或掺杂的氧化锌(ZTO、AZO、GZO、IZO等),氧化镉(CdO),或聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOZ),聚苯乙烯磺酸(PSS),碳纳米管,纯的或掺杂的聚苯胺的衍生物。TCO层的厚度优选地为5nm至5μm。
在一个优选的实施方式中,电极还包括另外的层,所述层形成为至少一个载体保护层。至少一个载体保护层优选地直接安装在TCO层上。此外,至少一个载体保护层优选地形成为电极的最外部的层,所述层直接受到进行检测的X射线辐射和附加的辐射。优选地,只形成一个载体保护层,在另外的实施方式中形成多个载体保护层。载体保护层优选地形成为透明的并导电的。为此,合适的材料是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二酯-甘醇(PET-G)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等。
电极的层导电地相互连接并且此外形成了电压源和半导体的材料之间的导电连接。此外,层在其整体上根据本发明是透明的。有利地,层分别在半导体的整个侧面上或各布置在其下的层上延伸。层或电极的总厚度优选地在50μm至510μm之间。
电极与至少一个电压源电连接。此电连接直接或间接地形成。直接的连接有利地使得电连接由电极自身形成。优选地,导电连接在此形成为至少一个TCO层和至少一个载体保护层的延续或延长。更厚的更稳定的TCO层在此支持了更薄更不稳定的载体保护层。优选地,电极的TCO层相应地与电压源直接连接,例如具有在焊接处之间的电连接、包括导电粘合剂和/或导电粘合带的粘合部,和/或特别是夹紧连接的机械连接。
在另外的实施方式中,电极和电压源之间的电连接形成为间接连接。在此,TCO层与电压源间接连接。有利地,电连接包括至少一个导电的连接元件,所述连接元件将TCO层与电压源导电连接。通过使用连接元件,通向电压源的电连接的电阻可降低。一个实施方式建议了只一个连接元件,优选的实施方式建议了超过一个、例如两个、三个或四个连接元件。连接元件形成为相同或不同。
在带有两个连接元件的一个实施方式中,第一连接元件有利地一方面与TCO层并且另一方面与第二连接元件连接,其中第二连接元件有利地又与电压源连接。第一连接元件在一个实施方式中由对应于中间层的附着剂的附着剂形成或由另外的导电材料形成,例如由粘合剂和/或粘合带形成。第二连接元件在一个实施方式中由导电金属形成,特别是由金属薄膜形成。
电极与电压源的电连接在一个实施方式中在电极或半导体的整个宽度上形成。在另外的实施方式中,电连接形成为比电极的向电压源定向的侧更窄。
本发明的范围也包括CT系统,所述CT系统至少包括可用以产生检查对象的断层照片的直接转换式X射线辐射检测器。在带有根据本发明的X射线辐射检测器的CT系统中,有利地保证了辐射吸收的无偏移测量,使得所产生的照片有利地无图像伪影。
附图说明
在下文中根据优选实施例借助于附图详细描述本发明,其中仅图示了为理解本发明所需的特征。使用如下的附图标号:1,半导体;1a,半导体的表面;2,电极;3,接触层;4,中间层;4a,附着剂;4b,填充元件;5,TCO层;6,载体保护层;7,电压源;8,导电连接;9,第一连接元件;10,第二连接元件;11,粘合部;12,焊接处;13,夹连接;C1,CT系统;C2,第一X射线管;C3,第一检测器;C4,第二X射线管(选择);C5,第二检测器(选择);C6,机架壳体;C7,患者;C8,患者台;C9,系统轴线;C10,计算和控制单元;Prg1至Prgn,计算机程序。
各图为:
图1示出了带有计算单元的CT系统的示意性图示,
图2示出了带有电压源的在半导体上的常规的电极的示意性图示,
图3示出了第一实施方式中的带有电压源的在半导体上的根据本发明的电极的示意性图示,
图4示出了第一实施方式中的带有电压源和通向电压源的直接连接的在半导体上的根据本发明的电极的示意性图示,
图5示出了在另外的实施方式中的根据图4的根据本发明的电极和直接连接的示意性图示,
图6示出了根据图3的带有通向电压源的间接连接的根据本发明的电极的示意性图示,和
图7示出了根据图6的带有间接连接的根据本发明的电极的示意性俯视图。
具体实施方式
图1示出了示例的CT系统C1。CT系统C1包括机架壳体C6,在所述机架壳体C6内具有在此未详细图示的机架,在所述机架上固定了对置的第一X射线管C2和第一检测器C3。选择地,提供有第二X射线管C4和对置的第二检测器C5。患者C7处于在系统轴线C9的方向上可移动的患者台C8上,以所述患者台C8,患者在以X射线辐射扫描期间沿系统轴线C9连续地或相继地可被推过X射线管C2和C4和各相关的检测器C3和C5之间的测量域。此过程通过计算和控制单元C10借助于计算机程序Prg1至Prgn来控制。
根据本发明,检测器C3和C5形成为直接转换式X射线辐射检测器,所述检测器具有至少一个用于检测X射线辐射的半导体以及安装在半导体1上的电极2,其中半导体1和电极2与电压源7导电连接。电极根据本发明形成为导电并透明的(见图3至图6)。
图2示出了在半导体1上的带有电压源7的电极2的示意性图示。例如CdTe的半导体1在CT系统内用于检测X射线辐射(见图1),其中以例如IR辐射的附加辐射照射半导体1以产生附加的电荷载体。在半导体1的朝向附加辐射定向的表面1a上安装了电极2。电极2和半导体1相互导电连接。此外,电极2通过导电连接8与检测器的电压源7连接。根据在此所示的常规的电极2的实施方式,电极2形成为对于附加的辐射不透明,使得半导体1通过电极2相对于附加辐射几乎完全地被屏蔽。在半导体1的材料内的附加的电荷载体的产生因此仅可有限地进行。
在图3中图示了带有电压源7的在半导体1上的根据本发明的电极2。半导体1、电压源7以及电极2在半导体1上的布置对应于在图2中示出的实施方式。相同的部件以相同的附图标号指示。因此省去了对于已描述的部件的详细描述。
根据本发明,电极2形成为是透明并导电的。电极2包括四个分别透明并导电的层,即接触层3、中间层4、TCO层5和载体保护层6。单独的层3、4、5和6此外也分别互相导电连接。层以所述的次序安装在半导体1的表面1a上,其中接触层3与表面1a直接接触并且载体保护层6直接受到入射的辐射。电极2的厚度或层3、4、5和6的总厚度在50μm至510μm之间。
接触层3由导电金属形成,例如由铂形成。在此处所示的实施方式中,接触层3此外也形成为带有小于200nm的均匀厚度的贯通的层。由于接触层3的低厚度,此接触层3对于附加辐射至少部分地是透明的。
在接触层3上安装了中间层4。中间层4包括粘性的并且至少部分地透明的附着剂4a,例如导电粘合剂。此外,中间层4包括多个导电的颗粒状的填充元件4b。填充元件4b嵌入在附着剂4a内并且形成接触层3和布置在中间层4上的TCO层5之间的导电连接。在此处所示的实施方式中,填充元件4b均匀地间隔开地布置并且形成为长的纤维。填充元件4b例如由金属形成。
此外,在中间层4上安装了TCO层5。导电和透明的TCO层5由带有对于附加辐射低的吸收度的导电材料形成,例如由掺杂的氧化铟形成。作为最外层或最上层,载体保护层6安装在TCO层上。透明的载体保护层6的厚度大约为100μm,并且例如由PET形成。
这两个层即TCO层5和载体保护层6形成了通向电压源7的直接的导电连接8。为此,TCO层5和载体保护层6延长或延续直至电压源7。更薄的上方的载体保护层6由更厚的TCO层5支持和稳定。图3至图5的实施方式区别在于TCO层5与电压源7的直接连接的构造。根据图3,导电连接8具有粘合部11,通过所述粘合部11将TCO层与电压源7粘合。
在图4的实施方式中,导电连接8包括用于将TCO层5与电压源7连接的焊接处12。在图5的实施方式中,TCO层5通过夹紧连接13与电压源导电连接。此外,图4和图5的半导体1、带有其层3、4、5和6的电极2的实施方式对应于在图2中所示的实施方式。相同的部件以相同的附图标号指示。因此,省去了对于已描述的部件的详细描述。
图6示出了带有通向电压源7的间接的导电连接8的根据本发明的电极2的示意性图示。图6的电极2的实施方式对应于图3的实施方式。相同的部件以相同的附图标号指示。因此省去了已描述的部件的详细的描述。图6的实施方式的区别仅在于通向电压源7的电极2的导电连接8的构造,即具有间接的连接8的形式。在此,连接8包括两个导电的连接元件9和10,所述连接元件9和10将电极2,精确而言将TCO层5与电压源7连接。也在此实施方式中,TCO层5和载体保护层6形成为在半导体1的表面上的延续或延长。第一连接元件9一方面与TCO层5连接并且另一方面与第二连接元件10连接。第二连接元件10又与电压源7连接,例如与之焊接。在此处所示的实施方式中,第一连接元件9形成为导电的粘性带并且第二连接元件10形成为导电的金属薄膜。
图7示出了根据图6的带有通向电压源7的间接连接8的根据本发明的电极2的示意性俯视图。电极2及其在半导体1上的布置对应于图6的实施方式。在图7的俯视图中图示了电连接8比半导体1的向着电压源7定向的侧更窄。载体保护层6以及在俯视图中不可见的TCO层形成为延续,并且通过两个连接元件与电压源7导电连接。在此,仅图示了第二连接元件10,所述第二连接元件10将第一连接元件和电极2与电压源7连接。
虽然本发明在细节上通过优选的实施例详细图示和描述,但本发明不通过公开的示例限制,并且可由专业人员由此导出另外的变体,而不脱离本发明的保护范围。

Claims (31)

1.一种使用在CT系统(C1)内的用于检测X射线辐射的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其至少具有:
1.1用于检测X射线辐射的半导体(1),和
1.2至少一个安装在所述半导体(1)上的电极(2),其中所述半导体(1)和所述至少一个电极(2)导电连接,并且所述至少一个电极(2)形成为透明并导电,
其特征在于,
1.3安装在半导体(1)上的所述至少一个电极(2)至少具有以如下次序的如下层:至少一个接触层(3),带有至少一个嵌入在附着剂(4a)内的填充元件(4b)的至少一个中间层(4),至少一个TCO层(5)和至少一个载体保护层(6)。
2.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述接触层(3)形成为至少部分地透明的。
3.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个接触层(3)的厚度至多为250nm。
4.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个接触层(3)的厚度至多为200nm。
5.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个接触层(3)的厚度至多为150nm。
6.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个接触层(3)形成为多孔的,其中所述至少一个接触层(3)的孔对于电磁辐射是透明的。
7.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个接触层(3)形成为网状。
8.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个接触层(3)由如下列表的至少一个材料形成:铂、铟、钼、钨、钌、铑、金、银、铝。
9.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述附着剂(4a)形成为对于电磁辐射至少是半透明的。
10.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述附着剂(4a)形成为对于电磁辐射是透明的。
11.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个填充元件(4b)形成所述至少一个电极(2)的至少一个接触层(3)和另外的层(5)之间的导电连接。
12.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个填充元件(4b)由金属形成。
13.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个中间层(4)具有至多为用于产生附加的电荷载体的附加辐射的强度的75%的吸收度,其中,所述附加辐射是IR、UV或可见光辐射。
14.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个中间层(4)具有至多为用于产生附加的电荷载体的附加辐射的强度的60%的吸收度,其中,所述附加辐射是IR、UV或可见光辐射。
15.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个中间层(4)具有至多为用于产生附加的电荷载体的附加辐射的强度的50%的吸收度,其中,所述附加辐射是IR、UV或可见光辐射。
16.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个中间层(4)具有至多为用于产生附加的电荷载体的附加辐射的强度的40%的吸收度,其中,所述附加辐射是IR、UV或可见光辐射。
17.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个TCO层(5)由如下列表的至少一个材料形成:纯的或掺杂的氧化铟锡,纯的或掺杂的氧化铟,氧化锡,纯的或掺杂的氧化锌,氧化镉,或聚3,4-乙烯二氧噻吩,聚苯乙烯磺酸,碳纳米管,纯的或掺杂的聚苯胺的衍生物。
18.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个载体保护层(6)由如下列表的至少一个材料形成:聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸乙二酯-甘醇、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯。
19.根据前述权利要求1所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,在所述至少一个电极(2)和至少一个电压源(7)之间形成至少一个电连接(8)。
20.根据前述权利要求19所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个电连接(8)形成为所述至少一个TCO层(5)和所述至少一个载体保护层(6)的延续。
21.根据前述权利要求19所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个电连接(8)在所述至少一个TCO层(5)和所述至少一个电压源(7)之间具有焊接处(12)。
22.根据前述权利要求19所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,在所述至少一个TCO层(5)和所述至少一个电压源(7)之间的所述至少一个电连接(8)具有由导电粘合剂和/或导电粘性带形成的粘合部(11)。
23.根据前述权利要求19所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,在所述至少一个TCO层(5)和所述至少一个电压源(7)之间的所述至少一个电连接(8)具有机械连接。
24.根据前述权利要求19所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,在所述至少一个TCO层(5)和所述至少一个电压源(7)之间的所述至少一个电连接(8)具有夹紧连接(13)。
25.根据前述权利要求19所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述至少一个电连接(8)具有导电的第一连接元件(9)或者导电的第二连接元件(10)。
26.根据前述权利要求25所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,所述第一连接元件(9)一方面与所述至少一个TCO层(5)连接并且另一方面与所述第二连接元件(10)连接。
27.根据前述权利要求25或26所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,第二连接元件(10)与所述至少一个电压源(7)连接。
28.根据前述权利要求25或26所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,第一连接元件(9)形成为对应于中间层(4)的附着剂(4a)的由导电的粘合剂和/或导电的粘性带制成的附着剂。
29.根据前述权利要求25或26所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,第二连接元件(10)由导电金属形成。
30.根据前述权利要求25或26所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5),其特征在于,第二连接元件(10)由金属薄膜形成。
31.一种CT系统(C1),所述CT系统至少具有根据前述权利要求1至30中任一项所述的直接转换式X射线辐射检测器(C3,C5)。
CN201380048502.5A 2012-07-31 2013-07-10 X射线辐射检测器和ct系统 Active CN104662675B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012213410.7 2012-07-31
DE102012213410A DE102012213410B3 (de) 2012-07-31 2012-07-31 Röntgenstrahlungsdetektor und CT-System
PCT/EP2013/064535 WO2014019822A1 (de) 2012-07-31 2013-07-10 Röntgenstrahlungsdetektor und ct-system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104662675A CN104662675A (zh) 2015-05-27
CN104662675B true CN104662675B (zh) 2017-05-17

Family

ID=48803524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380048502.5A Active CN104662675B (zh) 2012-07-31 2013-07-10 X射线辐射检测器和ct系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9400335B2 (zh)
KR (1) KR101640108B1 (zh)
CN (1) CN104662675B (zh)
DE (1) DE102012213410B3 (zh)
WO (1) WO2014019822A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014201772B4 (de) * 2014-01-31 2017-10-12 Siemens Healthcare Gmbh Direktkonvertierender Röntgenstrahlungsdetektor, CT-System und Verfahren hierzu
DE102015225774B3 (de) * 2015-12-17 2017-06-08 Siemens Healthcare Gmbh Zählender Röntgendetektor, medizinisches Gerät diesen aufweisend und Verfahren zur Temperaturregulierung eines Konvertermaterials eines Röntgendetektors
DE102016202490B3 (de) * 2016-02-18 2017-06-14 Siemens Healthcare Gmbh Zählender Röntgendetektor mit Beleuchtungsschicht auf Konverterelement und ein Detektorelement und ein medizinisches Gerät diesen aufweisend sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben
DE102016203665B4 (de) * 2016-03-07 2020-07-09 Siemens Healthcare Gmbh Bestimmung eines elektrischen Gleichstromanteils im Konverterelement
DE102016210935B4 (de) * 2016-06-20 2020-07-09 Siemens Healthcare Gmbh Röntgendetektor mit intransparenter Zwischenschicht
DE102017204027A1 (de) 2017-03-10 2018-09-13 Siemens Healthcare Gmbh Röntgendetektor mit Spannungsquellenvorrichtung zum Erzeugen einer gepulsten Potentialdifferenz
EP3376261B1 (de) 2017-03-15 2020-04-29 Siemens Healthcare GmbH Röntgendetektor aufweisend ein konverterelement mit umverdrahtungseinheit
FR3065583B1 (fr) * 2017-04-20 2019-06-28 Isorg Dispositif de detection d'un rayonnement comprenant des photodiodes organiques
EP3658959A4 (en) * 2017-07-26 2020-12-23 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. RADIATION DETECTOR WITH INTEGRATED DEPOLARIZATION DEVICE
DE202017005076U1 (de) 2017-09-29 2017-10-27 Siemens Healthcare Gmbh Detektorvorrichtung mit Kühlluftleitelement als Lichtschutz
FR3118300B1 (fr) * 2020-12-23 2022-12-09 Univ Aix Marseille Detecteur de particules comprenant une region poreuse realisee dans un materiau semi-conducteur et procede de fabrication associe

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163030A (en) * 1998-03-16 2000-12-19 Thermo Trex Corporation MOS imaging device
CN1817306A (zh) * 2002-03-20 2006-08-16 株式会社日立制作所 放射成象装置、放射成象方法和放射成象支持方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0983007A (ja) * 1995-09-12 1997-03-28 Shimadzu Corp 半導体放射線検出素子
IL143853A0 (en) * 2001-06-19 2002-04-21 Real Time Radiography Ltd Laminated radiation detector and process for its fabrication
US7652258B2 (en) * 2007-01-08 2010-01-26 Orbotech Medical Solutions Ltd. Method, apparatus, and system of reducing polarization in radiation detectors
JP2008227346A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Fujifilm Corp 放射線検出装置
JP5052181B2 (ja) 2007-03-30 2012-10-17 富士フイルム株式会社 放射線検出器
JP2009118943A (ja) 2007-11-13 2009-06-04 Hitachi Medical Corp 放射線検出器及びこれを用いたx線ct装置
US8624105B2 (en) 2009-05-01 2014-01-07 Synkera Technologies, Inc. Energy conversion device with support member having pore channels
DE102010015422B4 (de) * 2010-04-19 2013-04-18 Siemens Aktiengesellschaft Röntgendetektor mit einer direkt konvertierenden Halbleiterschicht und Kalibrierverfahren für einen solchen Röntgendetektor
CN102401906B (zh) * 2010-09-19 2014-03-12 同方威视技术股份有限公司 辐射探测器及其成像装置、电极结构和获取图像的方法
DE102012213409B3 (de) 2012-07-31 2014-11-13 Siemens Aktiengesellschaft Röntgenstrahlungsdetektor, CT-System und Verfahren hierzu

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6163030A (en) * 1998-03-16 2000-12-19 Thermo Trex Corporation MOS imaging device
CN1817306A (zh) * 2002-03-20 2006-08-16 株式会社日立制作所 放射成象装置、放射成象方法和放射成象支持方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150038341A (ko) 2015-04-08
US9400335B2 (en) 2016-07-26
US20150260856A1 (en) 2015-09-17
KR101640108B1 (ko) 2016-07-15
CN104662675A (zh) 2015-05-27
DE102012213410B3 (de) 2013-09-19
WO2014019822A1 (de) 2014-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104662675B (zh) X射线辐射检测器和ct系统
Mescher et al. Flexible inkjet-printed triple cation perovskite X-ray detectors
CN102313896B (zh) 放射线检测元件及放射线图像成像装置
US9069088B2 (en) Radiation-sensitive detector device with charge-rejecting segment gaps
CN108291974B (zh) 辐射探测器和成像装置
US7884438B2 (en) Megavoltage imaging with a photoconductor based sensor
CN103562746B (zh) 电离辐射探测
US20150137088A1 (en) Radiation detector with an organic photodiode
JP2012516997A5 (zh)
CN104414676A (zh) X射线探测器和方法
US20180329080A1 (en) Detector element for detecting incident x-ray radiation
CN112531116A (zh) 一种钙钛矿超快x射线探测器及其制备方法
JP2011159744A (ja) 放射線検出素子
CN202305447U (zh) 数字x射线影像检查装置
JP7167060B2 (ja) 多層検出器
CN104814753B (zh) 直接转换x射线辐射检测器、计算机断层成像系统和方法
US20120043633A1 (en) Radiation detector
CN1965758A (zh) 核医学诊断装置及核医学诊断方法
JP2011176274A (ja) 放射線検出素子
US8815627B2 (en) Method of manufacturing an ionizing radiation detection device
CN105934825B (zh) 具有实现光学擦拭的光发生器的数字检测器
US9995832B2 (en) Radiation detector and radiation imaging apparatus including the same
JP7198782B2 (ja) 直接変換放射線検出
JP2020525768A5 (zh)
KR20160111671A (ko) 이미지센서 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220125

Address after: Erlangen

Patentee after: Siemens Healthineers AG

Address before: Munich, Germany

Patentee before: SIEMENS AG