CN108139491B - 用于低能量辐射量子和高能量辐射量子的组合探测的辐射探测器 - Google Patents

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Abstract

一种用于低能量辐射量子和高能量辐射量子的组合探测的辐射探测器，所述辐射探测器(8)具有多层结构，包括：后闪烁体层(5)，其被配置为响应于高能量辐射量子由所述后闪烁体层(5)吸收而发出闪烁光子的爆发；后光电传感器层(6)，其被附接到所述后闪烁体层(5)的背侧，所述后光电传感器层(6)被配置为探测在所述后闪烁体层(5)中生成的闪烁光子；前闪烁体层(3)，其被布置在所述后闪烁体层(5)的前面，与所述后光电传感器层(6)相对，所述前闪烁体层(3)被配置为响应于低能量辐射量子由所述前闪烁体层(3)吸收而发出闪烁光子的爆发；以及前光电传感器层(2)，所述前光电传感器层(2)被附接到所述前闪烁体层(3)的前侧，与所述后闪烁体层(5)相对，所述前光电传感器层(2)被配置为探测在所述前闪烁体层(3)中生成的闪烁光子，其中，所述高能量量子为伽马射线并且所述低能量量子是X射线。

Description

用于低能量辐射量子和高能量辐射量子的组合探测的辐射探 测器
技术领域
本发明涉及用于低能量辐射量子和高能量辐射量子的组合探测的辐射探测器的领域。它具体应用于医学成像系统中，诸如用于临床或调查研究的X射线成像系统以及组合式X射线/核成像系统。此类系统的范例包括谱X射线计算机断层摄影扫描器、介入X射线和闪烁成像系统、组合式单光子发射计算机断层摄影/X射线(SPECT/X射线)扫描器、组合式单光子发射计算机断层摄影/X射线计算机断层摄影(SPECT/CT)扫描器、组合式单光子发射计算机断层摄影/X射线锥形束计算机断层摄影(SPECT/CBCT)扫描器、以及组合式正电子发射断层摄影/X射线计算机断层摄影(PET/CT)扫描器，以及其他。
背景技术
能够探测不同能量的辐射量子的成像系统通常用来采集成像对象的解剖以及功能信息。例如，SPECT实现了基于器官和细胞的功能和新陈代谢信息的对疾病过程的评估。通过将X射线计算机断层摄影集成到SPECT内可以将解剖信息与功能和新陈代谢信息进行组合。SPECT/CT扫描器已经证明在肿瘤学中是有价值的，并且最近吸引了针对图像引导的治疗中的新颖应用的关注。
在US6448559B1中已经描述了一种用于X射线和伽马射线的组合探测的辐射探测器。所述探测器具有多层结构，其中若干层被布置为一个在另一个后面。所述探测器包括用于探测X射线的前闪烁体层和被设置在前闪烁体层后面用于探测伽马射线的后闪烁体层。所述多层结构还包括光电传感器层，所述光电传感器层被布置在与后闪烁体层的后侧处，与前闪烁体层相对，以便探测在前闪烁体层和后闪烁体层两者中生成的闪烁光子。X射线，由于其比较低的能量，通常被面向X射线源布置的前闪烁体层吸收。
通过X射线在前闪烁体层中的吸收而生成的闪烁光在被光电传感器探测到之前穿过后闪烁体层。因此，从前闪烁体层发出的闪烁光被扩展分布在更大的面积上，由此降低X射线CT图像的空间分辨率，例如通过调制传递函数(MTF)的减少。
文献EP2180342A1公开了一种X射线的线传感器，其中将吸收低能量范围内的X射线并且发射光的闪烁体层与吸收高能量范围内的X射线并且发射光的闪烁体层彼此接触。
文献US2008/011960A1公开了一种用于获取对象的X射线图像的射线照相成像装置。在各种两个面板的射线照相成像装置构造中，前面板和后面板具有基底、信号感测元件和读出设备的阵列、以及钝化层。前面板和后面板具有闪烁磷光体层，其响应于穿过对象的X射线而产生照亮信号感测元件的光以提供表示X射线图像的信号。
文献US2002/070365公开了一种用于身体组织的光谱成像的系统，其中闪烁屏幕和电荷耦合设备(CCD)用于对图像选定的组织进行成像。X射线源生成穿过对象的身体的区域的X射线，形成到达闪烁屏幕的X射线图像。
文献US2013/126743公开了一种辐射探测器，其包括闪烁体层、第一光电转换层、第二光电转换层以及一个基板或两个基板。所述第一光电转换层至少吸收第一波长的光并且将该光转换为电荷。第二光电转换层相比于第一波长的光吸收更多的第二波长的光并且将该光转换为电荷。
发明内容
改善由具有多层结构的辐射探测器采集的低能量辐射图像的空间分辨率将会是有利的。
为了更好地解决该问题，在本发明的第一方面中，提出了一种用于低能量辐射量子和高能量辐射量子的组合探测的辐射探测器，所述辐射探测器具有多层结构，包括：
后闪烁体层，其被配置为响应于高能量辐射量子由所述后闪烁体层吸收而发出闪烁光子的爆发；
后光电传感器层，其被附接到所述后闪烁体层的后侧，所述后光电传感器层被配置为探测在所述后闪烁体层中生成的闪烁光子；
前闪烁体层，其被布置在所述后闪烁体层的前面，与所述后光电传感器层相对，所述前闪烁体层被配置为响应于低能量辐射量子由所述前闪烁体层吸收而发出闪烁光子的爆发；以及
前光电传感器层，其被附接到所述前闪烁体层的前侧，与所述后闪烁体层相对，所述前光电传感器层被配置为探测在所述前闪烁体层中生成的闪烁光子。
根据本发明的另一方面，提出了一种成像系统，所述成像系统包括X射线源和用于低能量辐射量子和高能量辐射量子的组合探测的辐射探测器，所述辐射探测器具有多层结构，包括：
后闪烁体层，其被配置为响应于高能量辐射量子由所述后闪烁体层吸收而发出闪烁光子的爆发；
后光电传感器层，其被附接到所述后闪烁体层的后侧，所述后光电传感器层被配置为探测在所述后闪烁体层中生成的闪烁光子；
前闪烁体层，其被布置在所述后闪烁体层的前面，与所述后光电传感器层相对，所述前闪烁体层被配置为响应于低能量辐射量子由所述前闪烁体层吸收而发出闪烁光子的爆发；以及
前光电传感器层，其被附接到所述前闪烁体层的前侧，与所述后闪烁体层相对，所述前光电传感器层被配置为探测在所述前闪烁体层中生成的闪烁光子。
根据本发明，所述辐射探测器具有多层结构，其中，所述多层结构的层——即前光电传感器层、前闪烁体层、后闪烁体层和后光电传感器层——优选沿入射辐射的方向被一个在另一个后面地布置。所述入射辐射可以包括低能量辐射量子和高能量辐射量子，其中，所述低能量辐射量子比所述高能量辐射量子具有更低的能量。可由该创造性辐射探测器探测的入射辐射的范例包括X射线和伽马射线，其中，所述X射线具有比所述伽马射线更低的能量。在该后一范例中，所述X射线量子可以具有在20keV至120keV的范围内的能量，并且所述伽马射线量子可以具有在120keV至2MeV的范围内的能量。
所述入射辐射的低能量辐射量子将会在所述前闪烁体层中被吸收，而所述入射辐射的高能量辐射量子在所述后闪烁体层中被阻挡之前将经过所述前闪烁体层。在所述后闪烁体层中生成的闪烁光子可以由靠近所述后闪烁体层布置的所述后光电传感器层来探测。在所述前闪烁体层中，所述后光电传感器层，由低能量辐射量子生成的闪烁光子的最高密度靠近所述前光电传感器层的敏感表面的所述前闪烁体层的周边区域中发生。根据本发明，由低能量辐射量子生成的闪烁光子能够在它们已经被生成的位置处的位置被探测到，因此改善了所述低能量辐射的空间分辨率；例如在MTF方面。
根据本发明的优选实施例，所述高能量辐射量子是伽马射线，并且所述低能量辐射量子是X射线。伽马射线通常通过来自放射性同位素的伽马衰变来生成，而X射线通常由X射线源(例如X射线管)来生成，其中电子与金属靶碰撞从而产生X射线。应注意，一般可以生成具有比某些放射性同位素的伽马射线更高能量的X射线。然而，由于前面提到的本发明的优选实施例的目的，应假设所述X射线具有比所述伽马射线更低的能量。
根据本发明的优选实施例，所述前光电传感器层被布置在所述辐射探测器的辐照侧处，其中，所述辐射探测器的所述辐照侧被配置为接收低能量辐射量子和/或高能量辐射量子。
根据本发明的另一优选实施例，所述后闪烁体层包括碘化钠(NaI)、氧正硅酸钆(GSO)、氧正硅酸钆镥、氧正硅酸镥(LSO)、氧正硅酸钇镥(LYSO)、焦硅酸镥(LPS)、锗酸铋(BGO)、溴化镧(LaBr)，和/或所述前闪烁体层包括碘化铯(CsI)、硫氧化钆(GOS)、钨酸钙或钨酸镉(CWO)。选择不同的闪烁体材料用于所述前闪烁体层和所述后闪烁体层以便优化用于探测X射线的所述前闪烁体层和用于探测伽马射线的所述后闪烁体层是可能的。沿垂直于所述前闪烁体层的主平面的方向测量，相比于所述后闪烁体层的厚度，所述前闪烁体层可以具有更低的厚度。在一种考虑的布置中，所述前闪烁体层可以具有在100-700微米范围内的厚度，并且所述后闪烁体可以具有在800-30000微米或1mm-30mm范围内的厚度。这种布置可以例如用来利用所述前闪烁体层探测X射线(即低能量辐射量子)，并且利用所述后闪烁体探测伽马射线(即高能量辐射量子)，所述高能量辐射量子具有比所述低能量辐射量子更高的能量。在这种布置中，所述伽马射线可以例如是来自Tc-99m的140keV辐射量子、或来自I-123(159keV)、I-131(365keV)、Y-90(宽的轫致辐射，峰值在1MeV处)、Ho-166(81keV)或Lu-177(208keV)的辐射量子。
根据本发明的另一优选实施例，所述后闪烁体层和所述前闪烁体层包括相同的材料，具体地碘化钠(NaI)、氧正硅酸钆(GSO)、氧正硅酸钆镥、氧正硅酸镥(LSO)、氧正硅酸钇镥(LYSO)、焦硅酸镥(LPS)、锗酸铋(BGO)、溴化镧(LaBr)、碘化铯(CsI)、硫氧化钆(GOS)、钨酸钙或钨酸镉(CWO)。用完全相同的材料实施所述后闪烁体层和所述前闪烁体层便于所述辐射探测器的制造。
优选地，所述后闪烁体层和/或所述前闪烁体层包括整体闪烁体。具备后闪烁体层和/或前闪烁体层包括整体闪烁体，优选由整体闪烁体构成，不需要锯开闪烁体晶体并且单独安装它们，由此降低制造成本。
根据本发明的替代的优选实施例，所述后闪烁体层和/或所述前闪烁体层包括像素化闪烁体。所述像素化闪烁体可以包括多个单独的闪烁晶体，所述多个单独的闪烁晶体可以任选地与所述像素化闪烁体的相邻闪烁晶体光学地隔离，由此减少像素之间的光共用。
根据本发明的另一优选实施例，所述辐射探测器还包括插入在所述后闪烁体层与所述前闪烁体层之间的光学解耦层。所述光学解耦层可以包括被配置为反射闪烁光子的两个相对的面。换言之，所述光学解耦层可以被配置为将在所述后闪烁体层中生成的闪烁光子反射回到所述后闪烁体层，并且将在所述前闪烁体层中生成的闪烁光子反射回到所述前闪烁体层。通过将所述光学解耦层布置在所述前闪烁体层与所述后闪烁体层之间，可以抑制所述前闪烁体层与所述后闪烁体层之间的闪烁光的共用。
优选的是，所述光学解耦层被配置为对所述高能量辐射量子(伽马射线)是透明的，以便不由所述后闪烁体层和所述后光电传感器影响所述高能量辐射量子(伽马射线)的探测。所述光学解耦层因此可以用来改善谱区别。所述光学解耦层可以例如包括诸如铝的金属，但是其他金属也适合于该目的。所述光学解耦层可以具有小于1mm、优选小于0.5mm的厚度。
根据本发明的另一优选实施例，所述光学解耦层与所述后闪烁体层一体地形成或者与所述前闪烁体层一体地形成。使所述光学解耦层与所述闪烁体层中的一个一体地形成进一步降低了制造努力。所述解耦层可以特别地在组合制造过程中与所述前闪烁体层或所述后闪烁体层一起生长。替代地，所述解耦层可以以涂层的形式被应用于所述后闪烁体层或所述前闪烁体层。进一步替代地，单独的解耦层可以被插入在所述前闪烁体层与所述后闪烁体层之间，例如以箔的形式，特别地包括金属。
根据本发明的另一优选实施例，所述前光电传感器层包括箔基底。通过采用包括箔基底的前光电传感器层，由于辐射量子在所述前光电传感器层中的减少的吸收，所述辐射探测器的探测效率可以被增加。此外，所述前光电传感器层可以以弯曲的方式被实施。优选地，所述箔基底具有小于0.5mm的厚度，特别是小于0.1mm的厚度。额外地或替代地，所述后光电传感器层可以包括箔基底。优选地，所述前光电传感器层和/或所述后光电传感器层可以包括在箔基底上的薄膜晶体管探测器。
根据本发明的另一优选实施例，所述后光电传感器层包括光电倍增器、雪崩光电二极管、薄膜晶体管探测器或硅光电倍增器，和/或所述前光电传感器层包括薄膜晶体管探测器、CMOS图像传感器或硅光电倍增器。在使用薄膜晶体管探测器的情况下，所述薄膜晶体管探测器优选地包括在玻璃或塑料基底上具有光电二极管的大面积薄膜晶体管背板二维像素阵列。如果硅光电倍增器被使用，它们能够是模拟硅光电倍增器或数字硅光电倍增器。数字硅光电倍增器将单光子雪崩二极管的阵列(也被称为盖革模式雪崩光电二极管(GM-APD))与读出电路一起集成在一个芯片上。优选的是，所述前和后光电传感器层包括多个光电传感器，特别地光电传感器的阵列。
优选地，所述后光电传感器被直接附接到所述后闪烁体层的后侧，并且所述前光电传感器层被直接附接到所述前闪烁体层的前侧。根据本发明的替代的优选实施例，所述后光电传感器层经由光导层被附接到所述后闪烁体层的背侧，和/或所述前光电传感器层经由光导层被附接到所述前闪烁体层的前侧。所述光导可以允许所述闪烁光扩展分布到相应光电传感器的更大或更小的敏感面积上。
根据本发明的另一优选实施例，所述辐射探测器的所述后光电传感器层的所述像素间距相对于所述前光电传感器层的所述像素间距而被定义。在该实施例中，所述后光电传感器层包括在两个维度中的每个中具有后光电传感器层像素间距的二维像素阵列，并且所述前光电传感器层包括在两个维度中的每个中具有前光电传感器层像素间距的二维像素阵列。此外，所述后光电传感器层像素间距不等于所述前光电传感器层像素间距。这允许由所述前光电传感器层和所述后光电传感器层生成不同分辨率的图像，这允许减少图像处理负担。优选地，所述后光电传感器层像素间距是所述前光电传感器层像素间距的整数N倍，所述整数倍不等于1。通过这样做，相比于所述后光电传感器层，能够通过所述前光电传感器层来提供更高分辨率的图像。因此，来自所述后光电传感器层的图像处理被简化。此外，所述整数倍允许共同的准直器用于由所述后光电传感器层提供的图像以及用于由所述前光电传感器层提供的图像。
根据本发明的另一优选实施例，所述辐射探测器还包括用于对入射的低能量辐射量子和高能量辐射量子进行准直的准直器层，其中，所述准直层被布置在所述前光电传感器层的前面，与所述前闪烁体层相对。所述准直器层减少了低能量辐射和高能量辐射散射，特别是X射线和伽马射线散射。当用来减少伽马射线散射时，具有沿相互正交的方向延伸的二维孔口阵列的准直器层是优选的。这样的布置优于通常用来仅减少X射线散射的一维阵列，因为定义二维孔口阵列的隔片或壁的二维阵列沿相互正交的方向减少散射。
根据本发明的另一优选实施例，所述成像系统是医学成像系统，例如用于临床和调查研究的X射线成像系统或混合X射线/核成像系统。特别优选的成像系统是谱X射线计算机断层摄影扫描器、介入X射线和闪烁成像系统、组合式单光子发射计算机断层摄影/X射线(SPECT/X射线)扫描器、组合式单光子发射计算机断层摄影/X射线计算机断层摄影(SPECT/CT)扫描器、组合式单光子发射计算机断层摄影/X射线锥形束计算机断层摄影(SPECT/CBCT)扫描器、或组合式正电子发射断层摄影/X射线计算机断层摄影(PET/CT)扫描器。
根据本发明的另一优选实施例，所述辐射探测器被布置为使得所述前光电传感器层在所述X射线源与所述前闪烁体层之间，由此改善靠近所述前闪烁体层的表面吸收的X射线的探测。
参考下文所述的实施例，本发明的这些方面和其他方面将是显而易见的并将得以阐明。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的成像系统的图解性截面图。
图2是图1的成像系统另一图解性截面图。
图3是根据本发明的第一实施例的辐射探测器的图解性图示。
图4是根据本发明的第二实施例的辐射探测器的图解性图示。
图5是根据本发明的第三实施例的辐射探测器的图解性图示。
具体实施方式
图1和图2图示了SPECT/CT医学成像系统形式的成像系统10的实施例。成像系统10可以在图像引导的治疗应用中、具体地在介入肿瘤学(例如选择性内部辐射治疗)中被采用。成像系统10能够进行X射线和伽马射线成像两者，以便生成X射线透射图像以及伽马射线发射图像。图像采集可以同时地执行或者前后执行。
成像系统10包括X射线源9和用于X射线和伽马射线的组合探测的辐射探测器8。检查区域被定义在X射线源9与辐射探测器8之间。源9和探测器8可以被布置在支撑源9和探测器8的机架(未绘出)上。机架可以任选地同时旋转源9和探测器8两者，以沿不同的方向采集检查区域的透射和/或发射图像。
患者11位于患者支撑件12上。放射性微球形式的放射示踪剂(例如碘-123、锝-99或钇-90)被施予给患者11。除了由X射线源9生成的X射线，放射示踪剂发射被辐射探测器8探测的伽马射线。
图3描绘了根据本发明的用于X射线形式的低能量辐射量子和伽马射线形式的高能量辐射量子的组合探测的辐射探测器8的第一实施例。探测器8具有多层结构，包括前后布置的四个层2、3、5、6。辐射探测器8具有面向X射线源9的辐照表面7。因此，在操作中，X射线和伽马射线经由被设置在辐射探测器8的辐照侧上的辐照表面7进入辐射探测器。
前光电传感器层2被布置为面向X射线源9。前光电传感器层2的光敏表面被耦合到前闪烁体层3。优选地，前光电传感器层2被直接耦合到前闪烁体层3。然而，光导可以被任选地设置在前光电传感器层2与前闪烁体层3之间。前光电传感器层2包括薄膜晶体管探测器。前光电传感器层2被配置为探测在前闪烁体层3中生成的闪烁光子。
前闪烁体层3被配置为响应于X射线被前闪烁体层3吸收而发出闪烁光子的爆发。前闪烁体层优选地是CsI闪烁体。然而，可以替代地预期其他闪烁体材料。前闪烁体层3可以是整体的或像素化的。前闪烁体层3被附接到前光电传感器层2的光敏侧，以便使得前光电传感器层2能够探测在前闪烁体层3中生成的闪烁光子。
后闪烁体层5被布置在与在前闪烁体层3后，与前光电传感器层2相对。后闪烁体层5被优化用于阻挡相比于X射线通常具有更高能量的伽马射线。后闪烁体层5被配置为响应于伽马射线被后闪烁体层吸收而发出闪烁光子的爆发。优选地，后闪烁体层5被实施为整体氧正硅酸钆闪烁体。然而，可以替代地预期其他闪烁体材料和像素化闪烁体。
后光电传感器层6被附接到后闪烁体层5的后侧，所述后光电传感器层6被配置为探测在后闪烁体层5中生成的闪烁光子。后光电传感器层6的光敏表面被耦合到后闪烁体层5。因此，后光电传感器层6和前光电传感器层2两者的光敏表面彼此对准。优选地，后光电传感器层6被直接耦合到后闪烁体层5。然而，光导可以被任选地设置在后光电传感器层6与后闪烁体层5之间。后光电传感器层6包括数字硅光电倍增器的阵列。后光电传感器层6被配置为探测在后闪烁体层5中生成的闪烁光子。
在前面提到的辐射探测器8的多层结构中，X射线生成的闪烁光子的最高密度在靠近前光电传感器层2的光敏表面的前闪烁体层3的周边区域中发生。X射线生成的闪烁光子能够在更靠近它们已经被生成的位置处的位置被探测到，因此改善X射线图像的空间分辨率；例如在MTF方面。特定多层结构的进一步益处是前闪烁体层3和后闪烁体层5可以利用共同的密封结构来进行密封。这具有增加的重要性，因为许多合适的闪烁体材料是吸湿的，并且因此需要被密封来抵抗湿气。
在根据第一实施例的辐射探测器8中，后光电传感器层6不仅探测从后闪烁体层5发射的闪烁光子，而且探测在前闪烁体层3中生成的朝向后光电传感器层6的敏感表面传播通过后闪烁体层5的闪烁光子。相反地，前光电传感器层2将探测在后闪烁体层5中生成的朝向前光电传感器层2通过前闪烁体层3的闪烁光子。这意味着伽马射线图像与X射线图像的一部分的交叉污染的风险，并且反之亦然。交叉污染的风险能够通过顺序地激活前光电传感器层2与后光电传感器层6以便顺序地采集X射线图像和伽马图像来减轻。例如，后光电传感器层6可以仅在X射线暴露并且通过前光电传感器层2的X射线图像的探测之后才开始伽马图像采集。
图4描绘了根据本发明的第二实施例的辐射探测器8。根据第二实施例的探测器8具有多层结构，包括前后布置的五个层2、3、4、5、6。如同第一实施例的辐射探测器8，辐射探测器8的辐照表面7面向X射线源9。因此，在操作中，X射线和伽马射线经由被设置在辐射探测器8的辐照侧上的辐照表面7进入辐射探测器。
除了前面提到的层(即前光电传感器层2、前闪烁体层3、后闪烁体层5和后光电传感器层6)外，辐射探测器8包括介于前闪烁层3与后闪烁层5之间的光学解耦层4。通过前闪烁体层3与后闪烁体层5之间的光学解耦层4，闪烁光的共用可以被抑制。光学解耦层对于伽马射线来说是透明的，以便不显著地减少后闪烁体层5中的伽马射线探测。
光学解耦层可以是单独的光学反射层，例如
Figure GDA0001635179080000101
片。替代地，光学解耦层可以与前闪烁体层3或后闪烁体层5一体地形成，例如通过在共同的过程中首先生长各闪烁体层3、5的材料并且随后生长光学解耦层。例如前闪烁体3可以是铯碘闪烁体，铝在所述铯碘闪烁体上被生长为解耦层4。
图5描绘了根据本发明的第三实施例的辐射探测器8。根据第三实施例的探测器8具有多层结构，包括前后布置的六个层1、2、3、4、5、6。如同第一和第二实施例的辐射探测器8，辐射探测器8的辐照表面7面向X射线源9。
除了前面提到的层(即前光电传感器层2、前闪烁体层3、后闪烁体层5和后光电传感器层6)外，辐射探测器8包括准直器层1。准直器层1被布置在辐射探测器8的辐照侧处，因此面向X射线源9，由此减少X射线和伽马射线散射。
前面提到的辐射探测器8的实施例也可以用于X射线扫描器(具体地谱CT扫描器或谱CBCT扫描器)形式的成像系统10中的低能量X射线和高能量X射线的组合探测。当在这样的成像系统10中使用根据本发明的辐射探测器8时，优选的是前光电传感器层2和后光电传感器层6中的任一个或两者包括薄膜晶体管探测器，特别地在玻璃或塑料基底上具有光电二极管的大面积薄膜晶体管底板二维像素阵列。
前面提到的辐射探测器8的实施例都具有多层结构，并且包括被配置为响应于高能量辐射量子被后闪烁体层5吸收而发出闪烁光子的爆发的后闪烁体层5。此外，它们包括被附接到后闪烁体层5的后侧的后光电传感器层6，所述后光电传感器层6被配置为探测在后闪烁体层5中生成的闪烁光子。前闪烁体层3被布置在与后光电传感器层6相对的后闪烁体层5的前面，所述前闪烁体层3被配置为响应于低能量辐射量子被前闪烁体层3吸收而发出闪烁光子的爆发。最后，前光电传感器层2被附接到与后闪烁体层5相对的前闪烁体层3的前侧，所述前光电传感器层2被配置为探测在前闪烁体层3中生成的闪烁光子。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。例如，在成像系统是PET/CT、SPECT/PET/CT扫描器、介入X射线和闪烁成像系统、SPECT/X射线扫描器、SPECT/CBCT扫描器、谱CT扫描器或谱CBCT扫描器的实施例中操作本发明是可能的。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解和实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求书中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。尽管在互不相同的从属权利要求中记载的特定措施，但是这并不指示不能有效地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (17)

1.一种用于低能量辐射量子和高能量辐射量子的组合探测的辐射探测器，所述辐射探测器(8)具有多层结构，包括：
后闪烁体层(5)，其被配置为响应于高能量辐射量子由所述后闪烁体层(5)吸收而发出闪烁光子的爆发；
后光电传感器层(6)，其被附接到所述后闪烁体层(5)的后侧，所述后光电传感器层(6)被配置为探测在所述后闪烁体层(5)中生成的闪烁光子；
前闪烁体层(3)，其被布置在所述后闪烁体层(5)的前面，与所述后光电传感器层(6)相对，所述前闪烁体层(3)被配置为响应于低能量辐射量子由所述前闪烁体层(3)吸收而发出闪烁光子的爆发；以及
前光电传感器层(2)，其被附接到所述前闪烁体层(3)的前侧，与所述后闪烁体层(5)相对，所述前光电传感器层(2)被配置为探测在所述前闪烁体层(3)中生成的闪烁光子；
其中，所述高能量辐射量子是伽马射线，并且所述低能量辐射量子是X射线，
其中，所述后光电传感器层(6)包括在两个维度中的每个中具有后光电传感器层像素间距的二维像素阵列，并且其中，所述前光电传感器层(2)包括在两个维度中的每个中具有前光电传感器层像素间距的二维像素阵列，并且其中，所述后光电传感器层像素间距不等于所述前光电传感器层像素间距。
2.根据权利要求1所述的辐射探测器，其中，所述X射线具有在20keV至120keV的范围内的能量，并且所述伽马射线具有在120keV至2MeV的范围内的能量。
3.根据权利要求1所述的辐射探测器，其中，所述前光电传感器层(2)被布置在所述辐射探测器(8)的辐照侧处，其中，所述辐射探测器(8)的所述辐照侧被配置为接收低能量辐射量子和/或高能量辐射量子。
4.根据权利要求1所述的辐射探测器，其中，所述后闪烁体层(5)包括选自以下组中的至少一种材料：碘化钠、氧正硅酸钆、氧正硅酸钆镥、氧正硅酸镥、氧正硅酸钇镥、焦硅酸镥、锗酸铋、溴化镧，和/或所述前闪烁体层(3)包括选自以下组中的至少一种材料：碘化铯、硫氧化钆、钨酸钙、钨酸镉。
5.根据权利要求1所述的辐射探测器，其中，所述后闪烁体层(5)和所述前闪烁体层(3)包括相同的材料。
6.根据权利要求1所述的辐射探测器，其中，所述后闪烁体层(5)和/或所述前闪烁体层(3)包括整体闪烁体。
7.根据权利要求1所述的辐射探测器，其中，所述后闪烁体层(5)和/或所述前闪烁体层(3)包括像素化闪烁体。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的辐射探测器，还包括插入在所述后闪烁体层(5)与所述前闪烁体层(3)之间的光学解耦层(4)。
9.根据权利要求8所述的辐射探测器，其中，所述光学解耦层(4)被配置为对所述高能量辐射量子是透明的。
10.根据权利要求8所述的辐射探测器，其中，所述光学解耦层(4)与所述后闪烁体层(5)或所述前闪烁体层(3)一体地形成。
11.根据权利要求1-7中的任一项所述的辐射探测器，其中，所述前光电传感器层(2)和/或所述后光电传感器层(6)包括箔基底。
12.根据权利要求1-7中的任一项所述的辐射探测器，其中，所述后光电传感器层(6)包括光电倍增器、雪崩光电二极管或硅光电倍增器，和/或所述前光电传感器层(2)包括薄膜晶体管探测器、CMOS有源像素传感器或硅光电倍增器。
13.根据权利要求1-7中的任一项所述的辐射探测器，其中，所述后光电传感器层(6)经由光导层被附接到所述后闪烁体层(5)的后侧，和/或所述前光电传感器层(2)经由光导层被附接到所述前闪烁体层(3)的前侧。
14.根据权利要求1-7中的任一项所述的辐射探测器，其中，所述辐射探测器还包括用于对低能量辐射量子和高能量辐射量子进行准直的准直器层(1)，其中，所述准直器层(1)被布置在所述前光电传感器层(2)的前面，与所述前闪烁体层(3)相对。
15.根据权利要求14所述的辐射探测器，其中，所述准直器层(1)包括沿相互正交的方向延伸的二维孔口阵列。
16.一种成像系统，包括X射线源(9)和根据前述权利要求中的任一项所述的辐射探测器(8)。
17.根据权利要求16所述的成像系统，其中，所述辐射探测器(8)被布置为使得所述前光电传感器层(2)在所述X射线源(9)与所述前闪烁体层(3)之间。
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