CN109044386A - 基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途 - Google Patents
基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109044386A CN109044386A CN201810605591.3A CN201810605591A CN109044386A CN 109044386 A CN109044386 A CN 109044386A CN 201810605591 A CN201810605591 A CN 201810605591A CN 109044386 A CN109044386 A CN 109044386A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tellurium
- zincium
- detector
- radiation detector
- spectral
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- QWUZMTJBRUASOW-UHFFFAOYSA-N cadmium tellanylidenezinc Chemical compound [Zn].[Cd].[Te] QWUZMTJBRUASOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 238000000441 X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NSRBDSZKIKAZHT-UHFFFAOYSA-N tellurium zinc Chemical compound [Zn].[Te] NSRBDSZKIKAZHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
本发明要求保护一种基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途，将碲锌镉晶体的辐射探测器用于能谱CT系统。本发明还公开了一种能谱CT系统，其包括面阵探测器，所述的面阵探测器为碲锌镉晶体的辐射探测器。本发明的探测器得到的CT系统可以对同一位置在同一时间获得的x光的能谱实行分辨，获得在同一像素的x光能谱信号，原理上可以获得多个不同能量的x光成像图像，可以准确获得人体组织的材料构成，由此，比传统的双能CT更加准确诊断疾病。
Description
技术领域
本发明属于光电技术领域，具体涉及一种基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途。
背景技术
锥形束CT是一种使用面阵列探测器进行三维成像的x射线CT系统。系统包括病床、扫描架、X射线发生器、面阵探测器、承载机构、控制器、CT重建模块组成。扫描时,X射线发生器和探测器围绕被检对象旋转,获取多个不同角度的投影数据,然后通过CT重建模块将投影数据转化为三维数据。
传统的x光断层扫描CT系统由于只对通过人体的x光响应产生相对于人体组织的密度进行成像，所以无法对人体的组织材料进行分辨。近年来，为了更好地对病人的疾病进行诊断，相继出现了不同能量的CT系统，如XIEMENS的双球管双探测器CT(CNIO4414675A)用于双能谱CT扫描和从较高能量和较低能量X光能谱图像重建两个断层图像数据组的方法和X光系统。还有美国通用电气(US7,209,537)的fast-kv-Switching方法的另外的变体中建议,在读出的分布保持相同时和相同的读出时间时改变两个不同的加速电压的接通时间,获得两种能量的CT扫描图像，实现双能CT的目的。原理上通过双能能够通过物理模型解析获得人体组织的材料组成，但由于双球管双探测器不能在同一位置同一时间获得病人的图像，所以从诊断上存在误差；fast-keV-switching，虽然能够在同一位置但不能在同一时间获得图像，也存在误差。
由此产生了对同一时间同一物理位置不同能量成像的要求，本发明由此而来。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中CT系统x光断层扫描的图像不同步的不足,提供一种基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途，将碲锌镉晶体的辐射探测器用于能谱CT系统。
为解决上述技术问题，本发明第一方面提供的技术方案如下：一种基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途，将碲锌镉晶体的辐射探测器用于能谱CT系统。
本发明第二方面提供一种能谱CT系统，其包括面阵探测器，其特征在于，所述的面阵探测器为碲锌镉晶体的辐射探测器。
本发明优选的技术方案中，碲锌镉晶体的辐射探测器由半导体制备工艺构成单片的阴极和构成像素的阳极组成。
本发明优选的技术方案中，碲锌镉晶体的辐射探测器由多个8x8像素的碲锌镉晶体探测器拼接而成，获得16x16、32x32、64x64或128x128的大面积探测器。
本发明优选的技术方案中，碲锌镉晶体的辐射探测器的像素为0.1mm×0.1mm、0.5mm×0.5mm、1mm×1mm。
本发明优选的技术方案中，碲锌镉晶体的辐射探测器产生的信号由光子计数器读出，构成多幅CT图像，并且通过物理模型得到被检查物体构成的材料数据。
本发明优选的技术方案中，所述能谱CT系统包括医疗能谱CT或工业物体检测及其安检能谱CT。
本发明的半导体碲锌镉探测器，由于其极高的能量分辨率，如漏电流在nA量级，能量分辨率@120keV时优于5％。该探测器可以对同一位置在同一时间获得的x光的能谱实行分辨，获得在同一像素的x光能谱信号，原理上可以获得多个不同能量的x光成像图像，可以准确获得人体组织的材料构成，由此，比传统的双能CT更加准确诊断疾病。
同时由于本发明碲锌镉探测器是直接转化探测器，由此，其探测效率大大优于传统探测器，由此可以有效减少对x光的剂量，减少对病人的辐射损害，由此，具有较大的实际意义。
附图说明
图1为8×8像素的碲锌镉探测器示意图。
图2为4块8×8像素探测器拼成16×16探测器。
图3为4块16×16像素探测器拼成32×32探测器。
图4为本发明碲锌镉探测器电学性能I-V曲线图,漏电流在20nA。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例
碲锌镉晶片表面钝化方法制备探测器，包括步骤：(1)对碲锌镉晶片进行切割、研磨、机械抛光，(2)清洗后，用溴甲醇腐蚀表面，以去除表面机械抛光后的损伤及获得富碲的表面，(3)再用双氧水进行晶片表面氧化，得到碲锌镉晶片，再进行电极制备；此步骤是为了获得高阻的表面层。
再采用现有技术的半导体制备工艺，制备成包括单片的阴极和构成像素的阳极的8x8像素的探测器，如图1所示，1为碲锌镉晶体，2为8×8像素电极。
将上述制备得到的探测器，用于安装到能谱CT系统中。
碲锌镉CT探测器可以有多个8×8像素的探测器拼接而成，获得16×16的大面积探测器，如图2所示；32×32的大面积探测器，如图3所示，还可以得到64×64或128×128的大面积探测器。
图4曲线是在本发明的碲锌镉探测器的阴极及阳极加上电压，并且电压从-600V到+600V扫描得到通过探测器的电流信号，该曲线可以确定探测器的漏电流，探测器需要漏电流越小越好，一般要求在nA以下，以此判定探测器的优劣。
通过有多通道光子计数器记录单个像素获得的不同能量的光子数，由此构成能谱曲线。光子是有能量为60KeV的同位素源发出，并在探测器中产生不同能量的光子，由多通道光子计数器记录，能量分辨率为11％。
目前，市场上所用的CT都采用闪烁体晶体，如SIEMENS的GOS，以及GE的LuTAG或宝石晶体，它们都采用电荷积分模式，在单个像素上只能产生一个信号，所以在一次曝光中只能产生一个信号，也即一幅CT图像。而在以本发明中的碲锌镉探测器的能谱CT中，由于碲锌镉探测器高的能量分辨率，并且采用了多通道的光子计数器，在一次曝光中，在一个像素中，可以记录多个能量的信号，由此可以得到多幅CT图像。图像的个数取决于单个像素中光子计数器的个数。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途，将碲锌镉晶体的辐射探测器用于能谱CT系统。
2.一种能谱CT系统，其包括面阵探测器，其特征在于，所述的面阵探测器为碲锌镉晶体的辐射探测器。
3.根据权利要求2所述的能谱CT系统，其特征在于，碲锌镉晶体的辐射探测器由半导体制备工艺构成单片的阴极和构成像素的阳极组成。
4.根据权利要求2所述的能谱CT系统，其特征在于，碲锌镉晶体的辐射探测器由多个8×8像素的碲锌镉晶体探测器拼接而成。
5.根据权利要求4所述的能谱CT系统，其特征在于，碲锌镉晶体的辐射探测器为16×16、32×32、64×64或128×128的大面积探测器。
6.根据权利要求4、5所述的能谱CT系统，其特征在于，碲锌镉晶体的辐射探测器的像素为0.1mm×0.1mm、0.5mm×0.5mm、1mm×1mm。
7.根据权利要求1所述的能谱CT系统，其特征在于，碲锌镉晶体的辐射探测器产生的信号由光子计数器读出，构成多幅CT图像，并且通过物理模型得到被检查物体构成的材料数据。
8.根据权利要求1或7所述的能谱CT系统，其特征在于，所述能谱CT系统包括医疗能谱CT或工业物体检测及其安检能谱CT。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810605591.3A CN109044386A (zh) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | 基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810605591.3A CN109044386A (zh) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | 基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109044386A true CN109044386A (zh) | 2018-12-21 |
Family
ID=64820760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810605591.3A Pending CN109044386A (zh) | 2018-06-13 | 2018-06-13 | 基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109044386A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102209912A (zh) * | 2008-11-10 | 2011-10-05 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于辐射探测器的转换器元件 |
| US20130193336A1 (en) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | Fisk University | MODIFICATION OF SOLID STATE CdZnTe (CZT) RADIATION DETECTORS WITH HIGH SENSITIVITY OR HIGH RESOLUTION OPERATION |
| CN103562746A (zh) * | 2011-05-11 | 2014-02-05 | 皇家飞利浦有限公司 | 电离辐射探测 |
| CN104793232A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-07-22 | 陕西迪泰克新材料有限公司 | 探测系统及探测方法 |
| CN105974460A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-09-28 | 天津大学 | 可重构型x射线能谱探测方法及探测器像素单元结构 |
| CN106249273A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-21 | 西北核技术研究所 | 高灵敏度拼接式czt探测器及其灵敏度标定方法 |
| CN108027448A (zh) * | 2015-10-09 | 2018-05-11 | 深圳帧观德芯科技有限公司 | 半导体x射线检测器的封装方法 |
-
2018
- 2018-06-13 CN CN201810605591.3A patent/CN109044386A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102209912A (zh) * | 2008-11-10 | 2011-10-05 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 用于辐射探测器的转换器元件 |
| CN103562746A (zh) * | 2011-05-11 | 2014-02-05 | 皇家飞利浦有限公司 | 电离辐射探测 |
| US20130193336A1 (en) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | Fisk University | MODIFICATION OF SOLID STATE CdZnTe (CZT) RADIATION DETECTORS WITH HIGH SENSITIVITY OR HIGH RESOLUTION OPERATION |
| CN104793232A (zh) * | 2015-04-29 | 2015-07-22 | 陕西迪泰克新材料有限公司 | 探测系统及探测方法 |
| CN108027448A (zh) * | 2015-10-09 | 2018-05-11 | 深圳帧观德芯科技有限公司 | 半导体x射线检测器的封装方法 |
| CN105974460A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-09-28 | 天津大学 | 可重构型x射线能谱探测方法及探测器像素单元结构 |
| CN106249273A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-21 | 西北核技术研究所 | 高灵敏度拼接式czt探测器及其灵敏度标定方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 郝佳等: "多能谱X射线成像技术及其在CT中的应用", 《CT理论与应用研究》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210231588A1 (en) | Method and system for high-resolution x-ray detection for phase contrast x-ray imaging | |
| US6399951B1 (en) | Simultaneous CT and SPECT tomography using CZT detectors | |
| US10353086B2 (en) | Semiconductor X-ray detector capable of dark current correction | |
| US20100102242A1 (en) | Multi-layer radiation detector assembly | |
| US20130108019A1 (en) | Detector modules for imaging systems and methods of manufacturing | |
| US8605862B2 (en) | Digital X-ray detector with increased dynamic range | |
| US20090274266A1 (en) | X-ray detector and x-ray ct apparatus | |
| JP2004328145A (ja) | 放射線撮像装置 | |
| US20210169434A1 (en) | Imaging system | |
| CN113286546B (zh) | 一种具有不同方向辐射检测器的成像系统 | |
| US9318518B2 (en) | Photon counting detector pixel having an anode including two or more alternatively selectable and separate sub-anodes | |
| US20150021487A1 (en) | Two-dimensional image detecting system | |
| US20130256543A1 (en) | Digital x-ray detection having at least one truncated corner | |
| US10877168B2 (en) | Nano-material imaging detector with an integral pixel border | |
| CN109044386A (zh) | 基于碲锌镉晶体的辐射探测器的用途 | |
| Salvador et al. | Improved EMCCD gamma camera performance by SiPM pre-localization | |
| Llosá et al. | First PET imaging results with continuous LYSO crystals and monolithic, 64-pixel SiPM matrices | |
| US9658345B2 (en) | Radiation detector and detection method having reduced polarization | |
| Cox et al. | Vertically integrated electronic x-ray imager | |
| CN118044831A (zh) | X射线平板成像装置、cbct成像系统及成像方法 | |
| Zhang et al. | Monte Carlo simulation study of a dual-plate PET camera dedicated to breast cancer imaging | |
| Ikhlef et al. | Volume CT (VCT) enabled by a novel diode technology | |
| JP2005270562A (ja) | 放射線ｃｔ撮影装置及び放射線ｃｔ撮影システム及びそれを用いた放射線ｃｔ撮影方法 | |
| Montesi et al. | The MediSPECT Small Animal CdTe Scanner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181221 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |