DE202022106488U1 - Multilayer X-ray detector - Google Patents
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Abstract
Mehrschicht-Röntgendetektor (10), umfassend:
- einen ersten Röntgenwandler (20);
- einen ersten Sensor (30);
- einen zweiten Röntgenwandler (40);
- einen zweiten Sensor (50);
- eine interne Anti-Streuvorrichtung (60);
wobei sich der erste Röntgenwandler an einer ersten Röntgenumwandlungsschicht befindet;
wobei sich der erste Sensor an einer ersten Sensorschicht befindet;
wobei sich der zweite Röntgenwandler an einer zweiten Röntgenumwandlungsschicht befindet;
wobei sich der zweite Sensor an einer zweiten Sensorschicht befindet;
wobei der erste Röntgenwandler und der erste Sensor ein erstes Detektorpaar bilden, wobei der erste Sensor so konfiguriert ist, dass er vom ersten Röntgenwandler emittierte Strahlung erfasst, die bei der Umwandlung von Röntgenstrahlung im ersten Röntgenwandler erzeugt wird;
wobei der zweite Röntgenwandler und der zweite Sensor ein zweites Detektorpaar bilden, wobei der zweite Sensor so konfiguriert ist, dass die vom zweiten Röntgenwandler emittierte Strahlung erfasst, die bei der Umwandlung von Röntgenstrahlung im zweiten Röntgenwandler erzeugt wird;
wobei die interne Anti-Streuvorrichtung eine Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden umfasst;
wobei sich die interne Anti-Streuvorrichtung zwischen dem ersten Detektorpaar und dem zweiten Detektorpaar befindet;
wobei sich in keiner der beiden Schichten des ersten Detektorpaars eine Struktur der internen Anti-Streuvorrichtung befindet und sich in keiner der beiden Schichten des zweiten Detektorpaars eine Struktur der Anti-Streuvorrichtung befindet; und
wobei die Vielzahl von Septenwänden eine Vielzahl von ersten Septenwänden umfasst, die im Wesentlichen parallel zueinander sind, und wobei ein Abstand zwischen den ersten Septenwänden in einer ersten Richtung einem ganzzahligen Vielfachen n des Detektorpixelabstands des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der ersten Richtung entspricht, wobei n = 2, 3, 4, ... N ist.
A multi-slice X-ray detector (10) comprising:
- a first X-ray converter (20);
- a first sensor (30);
- a second X-ray converter (40);
- a second sensor (50);
- an internal anti-scatter device (60);
wherein the first x-ray converter is on a first x-ray conversion layer;
wherein the first sensor is on a first sensor layer;
wherein the second x-ray converter is on a second x-ray conversion layer;
wherein the second sensor is on a second sensor layer;
wherein the first x-ray converter and the first sensor form a first detector pair, the first sensor being configured to detect radiation emitted by the first x-ray converter, which radiation is generated during the conversion of x-ray radiation in the first x-ray converter;
wherein the second x-ray converter and the second sensor form a second detector pair, the second sensor being configured to detect radiation emitted by the second x-ray converter, which radiation is generated during the conversion of x-ray radiation in the second x-ray converter;
wherein the internal anti-scatter device comprises a plurality of x-ray absorbing septum walls;
wherein the internal anti-scatter device is located between the first pair of detectors and the second pair of detectors;
wherein no structure of the internal anti-scatter device is located in either layer of the first detector pair and no structure of the anti-scatter device is located in either layer of the second detector pair; and
wherein the plurality of septum walls includes a plurality of first septum walls that are substantially parallel to one another, and wherein a spacing between the first septum walls in a first direction is an integer multiple n of the detector pixel spacing of the first sensor and/or the second sensor in the first direction where n = 2, 3, 4, ... N .
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mehrschicht-Röntgendetektor.The present invention relates to a multi-layer X-ray detector.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Mehrschicht-Röntgendetektoren weisen eine (Rück-)Streuung von Röntgenstrahlen zwischen den Detektionsschichten auf, was die Detektorleistung verschlechtert. In der Dual-Energy-Röntgenbildgebung, die auf der einmaligen Belichtung eines Zweischichtdetektors basiert, kann die Anzahl der von der oberen Szintillatorschicht in die untere Szintillatorschicht gestreuten Röntgenstrahlen so groß sein, dass das vom unteren Sensor erfasste Röntgenbild von Streuung anstelle des Primärsignals dominiert wird. Dadurch verringert sich die spektrale Differenzierungsfähigkeit des Detektors.Multilayer X-ray detectors exhibit (back)scattering of X-rays between the detection layers, which degrades detector performance. In dual-energy X-ray imaging, which is based on a single exposure of a two-layer detector, the number of X-rays scattered from the upper scintillator layer to the lower scintillator layer can be so great that the X-ray image captured by the lower sensor is dominated by scatter rather than the primary signal. This reduces the spectral differentiation capability of the detector.
In
In
Neben einer guten spektralen Differenzierung ist es wichtig, ein ausreichend hohes primäres Transmissionssignal an die Pixel mehrschichtiger Röntgendetektoren zu erhalten. Ein geringeres Signal-Rausch-Verhältnis könnte durch Erhöhen der Röntgendosis wieder erhöht werden, was jedoch in der derzeitigen Praxis der medizinischen Röntgenbildgebung nicht akzeptabel ist. Es besteht die Notwendigkeit, dieses Problem zu lösen.In addition to good spectral differentiation, it is important to obtain a sufficiently high primary transmission signal at the pixels of multilayer X-ray detectors. A lower signal-to-noise ratio could be increased again by increasing the x-ray dose, but this is unacceptable in current medical x-ray imaging practice. There is a need to solve this problem.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es wäre vorteilhaft, einen verbesserten mehrschichtigen Röntgendetektor zu haben. Die Erfindung wird durch den unabhängigen Anspruch definiert, wobei weitere Ausführungsformen durch die abhängigen Ansprüche definiert sind.It would be advantageous to have an improved multilayer x-ray detector. The invention is defined by the independent claim, with further embodiments defined by the dependent claims.
In einem ersten Gesichtspunkt wird ein Mehrschicht-Röntgendetektor bereitgestellt, umfassend:
- - einen ersten Röntgenwandler;
- - einen ersten Sensor;
- - einen zweiten Röntgenwandler;
- - einen zweiten Sensor; und
- - eine interne Anti-Streuvorrichtung.
- - a first X-ray converter;
- - a first sensor;
- - a second X-ray converter;
- - a second sensor; and
- - an internal anti-scatter device.
Der erste Röntgenwandler befindet sich an einer ersten Röntgenumwandlungsschicht. Der erste Sensor befindet sich an einer ersten Sensorschicht. Der zweite Röntgenwandler befindet sich an einer zweiten Röntgenumwandlungsschicht. Der zweite Sensor befindet sich an einer zweiten Sensorschicht. Der erste Röntgenwandler und der erste Sensor bilden ein erstes Detektorpaar, und der erste Sensor ist so konfiguriert, dass er die vom ersten Röntgenwandler emittierte Strahlung erfasst, die bei der Umwandlung von Röntgenstrahlung im ersten Röntgenwandler erzeugt wird. Der zweite Röntgenwandler und der zweite Sensor bilden ein zweites Detektorpaar, und der zweite Sensor ist so konfiguriert, dass er die vom zweiten Röntgenwandler emittierte Strahlung erfasst, die bei der Umwandlung von Röntgenstrahlung im zweiten Röntgenwandler erzeugt wird. Die interne Anti-Streuvorrichtung umfasst eine Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden. Die interne Anti-Streuvorrichtung befindet sich zwischen dem ersten Detektorpaar und dem zweiten Detektorpaar. In keiner der beiden Schichten des ersten Detektorpaars befindet sich eine Struktur der internen Anti-Streuvorrichtung, und in keiner der beiden Schichten des zweiten Detektorpaars befindet sich eine Struktur der Anti-Streuvorrichtung. Die Vielzahl von Septenwänden umfasst eine Vielzahl von ersten Septenwänden, die im Wesentlichen parallel zueinander sind - somit sind sie im Wesentlichen alle parallel zueinander. Ein Abstand zwischen den ersten Septenwänden in einer ersten Richtung entspricht einem ganzzahligen Vielfachen n des Detektorpixelabstands des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der ersten Richtung, wobei n = 2, 3, 4, ... N ist.The first x-ray converter is on a first x-ray conversion layer. The first sensor is on a first sensor layer. The second x-ray converter is on a second x-ray conversion layer. The second sensor is on a second sensor layer. The first x-ray converter and the first sensor form a first pair of detectors, and the first sensor is configured to detect radiation emitted by the first x-ray converter that is generated during the conversion of x-ray radiation in the first x-ray converter. The second x-ray converter and the second sensor form a second detector pair, and the second sensor is configured to detect radiation emitted by the second x-ray converter resulting from the conversion of x-ray radiation in the second x-ray converter is produced. The internal anti-scatter device includes a plurality of x-ray absorbing septa walls. The internal anti-scatter device is located between the first pair of detectors and the second pair of detectors. There is no structure of the internal anti-scatter device in either layer of the first pair of detectors, and no structure of the anti-scatter device is located in either layer of the second pair of detectors. The plurality of septum walls includes a plurality of first septum walls that are substantially parallel to one another - thus they are all substantially parallel to one another. A distance between the first septum walls in a first direction corresponds to an integer multiple n of the detector pixel distance of the first sensor and/or the second sensor in the first direction, where n=2, 3, 4, . . . N .
Auf diese Weise können Vorwärtsstreuung und Rückstreuung innerhalb eines Detektors zwischen den Erfassungsschichten abgeschwächt werden, die ansonsten die Detektorleistung verschlechtern würden. Somit kann die spektrale Differenzierung in Dual-Energie-Detektoren durch die Integration einer Anti-Streuvorrichtung oder eines Streustrahlenrasters innerhalb der Detektorstruktur verbessert werden, die keine Struktur in einer Ebene von Erfassungsschichten der Vorrichtung aufweist. Ferner kann der Füllfaktor der Röntgenumwandlung bei 100 % gehalten werden. Mit der vorliegenden Erfindung kann die Rückstreuung mithilfe des Rasters abgeschwächt werden, während gleichzeitig die negative Auswirkung der Rasterwände auf die primäre Transmission verringert werden kann. Dies ist besonders vorteilhaft für medizinische Röntgenanwendungen, die eine hohe Auflösung/kleine Pixel und eine begrenzte Röntgendosis für den Patienten erfordern.In this way, forward scatter and back scatter within a detector can be mitigated between the sensing layers, which would otherwise degrade detector performance. Thus, spectral differentiation in dual-energy detectors can be enhanced by the integration of an anti-scatter device or anti-scatter grid within the detector structure that has no in-plane structure of sensing layers of the device. Furthermore, the fill factor of the X-ray conversion can be maintained at 100%. With the present invention, backscatter can be mitigated using the louvre while reducing the negative impact of the louvre walls on primary transmission. This is particularly advantageous for medical X-ray applications that require high resolution/small pixels and a limited X-ray dose to the patient.
In einem Beispiel sind die ersten Septenwände mit Verbindungsstellen zwischen benachbarten Pixeln des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der ersten Richtung ausgerichtet. Das Ausrichten der Septenwände mit den Verbindungsstellen oder Lücken zwischen benachbarten Pixeln ist vorteilhaft, um die negative Auswirkung der Septenwände auf die primäre Transmission weiter zu begrenzen.In one example, the first septum walls are aligned with junctions between adjacent pixels of the first sensor and/or the second sensor in the first direction. Aligning the septum walls with the junctions or gaps between adjacent pixels is beneficial to further limit the negative impact of the septum walls on primary transmission.
In einem Beispiel grenzt die erste Sensorschicht an die erste Röntgenumwandlungsschicht an; und wobei die zweite Sensorschicht an die zweite Röntgenumwandlungsschicht angrenzt.In one example, the first sensor layer is contiguous with the first x-ray conversion layer; and wherein the second sensor layer is adjacent to the second x-ray conversion layer.
In einem Beispiel grenzt die erste Sensorschicht an die interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the first sensor layer is adjacent to the internal anti-scatter device.
In einem Beispiel grenzt die erste Röntgenumwandlungsschicht an die interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the first x-ray conversion layer is adjacent to the internal anti-scatter device.
In einem Beispiel grenzt die zweite Sensorschicht an die interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the second sensor layer is contiguous with the internal anti-scatter device.
In einem Beispiel grenzt die zweite Röntgenumwandlungsschicht an die interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the second x-ray conversion layer is adjacent to the internal anti-scatter device.
In einem Beispiel umfasst die Vielzahl von Septenwänden eine Vielzahl von zweiten Septenwänden, die im Wesentlichen parallel zueinander sind. Ein Abstand zwischen den zweiten Septenwänden in einer zweiten Richtung entspricht einem ganzzahligen Vielfachen n des Detektorpixelabstands des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der zweiten Richtung, wobei n = 1, 2, 3, 4, ... N, und wobei die zweite Richtung in einem Winkel zur ersten Richtung ist. Ein solcher Mehrschicht-Detektor, der eine interne zweidimensionale Anti-Streuvorrichtung umfasst, kann insbesondere für Anwendungen wie die Computertomographie nützlich sein.In one example, the plurality of septum walls includes a plurality of second septum walls that are substantially parallel to one another. A spacing between the second septum walls in a second direction corresponds to an integer multiple n of the detector pixel spacing of the first sensor and/or the second sensor in the second direction, where n = 1, 2, 3, 4, ... N, and where the second direction is at an angle to the first direction. Such a multilayer detector, which includes an internal two-dimensional anti-scatter device, can be particularly useful for applications such as computed tomography.
In einem Beispiel sind die zweiten Septenwände mit Verbindungsstellen zwischen benachbarten Pixeln des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der ersten Richtung ausgerichtet.In one example, the second septum walls are aligned with junctions between adjacent pixels of the first sensor and/or the second sensor in the first direction.
In einem Beispiel ist der Detektorpixelabstand des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der ersten Richtung kleiner als oder gleich 200 µm. Wie oben erwähnt, kann die Erfindung besonders vorteilhaft sein, um die negative Auswirkung der Septenwänden auf die primäre Transmission bei kleinen Pixelgrößen zu begrenzen, insbesondere wenn die Dosis begrenzt ist.In one example, the detector pixel spacing of the first sensor and/or the second sensor in the first direction is less than or equal to 200 μm. As mentioned above, the invention can be particularly advantageous for limiting the negative impact of the septum walls on primary transmission at small pixel sizes, particularly when the dose is limited.
In einem Beispiel beträgt der Detektorpixelabstand des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der ersten Richtung 175 µm, 150 µm, 125 µm, 100 µm, 75 µm, 50 µm, 25 µm, 10 µm oder 5 µm.In one example, the detector pixel spacing of the first sensor and/or the second sensor in the first direction is 175 μm, 150 μm, 125 μm, 100 μm, 75 μm, 50 μm, 25 μm, 10 μm or 5 μm.
In einem Beispiel ist der Detektorpixelabstand des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der zweiten Richtung kleiner als oder gleich 200 µm.In one example, the detector pixel spacing of the first sensor and/or the second sensor in the second direction is less than or equal to 200 μm.
In einem Beispiel beträgt der Detektorpixelabstand des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der zweiten Richtung 175 µm, 150 µm, 125 µm, 100 µm, 75 µm, 50 µm, 25 µm, 10 µm oder 5 µm.In one example, the detector pixel spacing of the first sensor and/or the second sensor in the second direction is 175 μm, 150 μm, 125 μm, 100 μm, 75 μm, 50 μm, 25 μm, 10 μm or 5 μm.
In einem Beispiel ist der Detektor so konfiguriert, dass die interne Anti-Streuvorrichtung zwischen dem ersten Detektorpaar und dem zweiten Detektorpaar entfernt werden kann.In one example, the detector is configured so that the internal anti-scatter device between the first pair of detectors and the second pair of detectors can be removed.
Auf diese Weise kann der Detektor an die Dicke des Patienten oder eines Teils des Patienten angepasst werden. Somit kann bei dünnen Patienten, wie Kindern, und bei dünnen Körperteilen, bei denen die Röntgenstrahlen wenig gestreut werden, die Anti-Streuvorrichtung entfernt werden, um die Bildqualität zu verbessern. Bei dickeren Patienten, bei denen Röntgenstrahlen gestreut werden, kann die Anti-Streuvorrichtung (ASD) jedoch innerhalb des Detektors platziert werden, um die Streuung innerhalb des Detektors zu reduzieren, die andernfalls die Leistung des Detektors verschlechtern würde.In this way the detector can be adjusted to the thickness of the patient or part of the patient. Thus, for thin patients such as children and for thin body parts where X-rays are little scattered, the anti-scatter device can be removed to improve the image quality. However, in heavier patients where x-rays are subject to scattering, the anti-scatter device (ASD) can be placed within the detector to reduce scattering within the detector that would otherwise degrade the performance of the detector.
In einem Beispiel umfasst die Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden mindestens ein Hoch-Z-Material. Materialien mit hoher Ordnungszahl, so genannte Hoch-Z-Materialien, können die Streuungseffekte in einem Mehrschicht-Detektor mit integrierter Anti-Streuvorrichtung besonders effizient reduzieren.In one example, the plurality of x-ray absorbing septum walls includes at least one high-Z material. Materials with a high atomic number, so-called high-Z materials, can reduce the scattering effects particularly efficiently in a multilayer detector with an integrated anti-scatter device.
Der vorstehende Gesichtspunkt und Beispiele werden aus den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und unter Bezugnahme darauf erläutert.The above aspect and examples will be apparent from and explained with reference to the embodiments described below.
Figurenlistecharacter list
Ausführungsbeispiele werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die folgende Zeichnung beschrieben:
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Mehrschicht-Röntgendetektors; -
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels einer externen Anti-Streuvorrichtung, in Form eines Streustrahlenrasters, das zwischen dem Objekt und dem Röntgendetektor positioniert ist; -
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Anti-Streuvorrichtung in Form eines 1D-Streustrahlenrasters; -
4 zeigt eine schematische Darstellung von Beispielen von Anti-Streuvorrichtungen in Form von 2D-Streustrahlenrastern; -
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Mehrschicht-Röntgendetektors mit einer internen Anti-Streuvorrichtung; -
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Mehrschicht-Röntgendetektors mit einer internen Anti-Streuvorrichtung; -
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Mehrschicht-Röntgendetektors mit einer internen Anti-Streuvorrichtung; -
8 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Mehrschicht-Röntgendetektors mit einer internen Anti-Streuvorrichtung; -
9 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Mehrschicht-Röntgendetektors mit einer internen Anti-Streuvorrichtung; und -
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Mehrschicht-Röntgendetektors mit einer internen Anti-Streuvorrichtung und einer externen Anti-Streuvorrichtung in Form eines Streustrahlenrasters.
-
1 Fig. 12 shows a schematic representation of an example of a multi-slice X-ray detector; -
2 Figure 12 shows a schematic representation of an example of an external anti-scatter device, in the form of an anti-scatter grid, positioned between the object and the X-ray detector; -
3 Figure 12 shows a schematic representation of an example of an anti-scatter device in the form of a 1D anti-scatter grid; -
4 shows a schematic representation of examples of anti-scatter devices in the form of 2D anti-scatter grids; -
5 Figure 12 shows a schematic representation of an example of a multilayer X-ray detector with an internal anti-scatter device; -
6 Figure 12 shows a schematic representation of an example of a multilayer X-ray detector with an internal anti-scatter device; -
7 Figure 12 shows a schematic representation of an example of a multilayer X-ray detector with an internal anti-scatter device; -
8th Figure 12 shows a schematic representation of an example of a multilayer X-ray detector with an internal anti-scatter device; -
9 Figure 12 shows a schematic representation of an example of a multilayer X-ray detector with an internal anti-scatter device; and -
10 Fig. 12 shows a schematic representation of an example of a multilayer X-ray detector with an internal anti-scatter device and an external anti-scatter device in the form of an anti-scatter grid.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
In einem Beispiel umfasst die Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden mindestens ein Hoch-Z-Material.In one example, the plurality of x-ray absorbing septum walls includes at least one high-Z material.
In einem Beispiel kann die interne Anti-Streuvorrichtung eine 1D-Vorrichtung mit einer Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden sein, die im Wesentlichen parallel zueinander sind.In one example, the internal anti-scatter device can be a 1D device having a plurality of x-ray absorbing septum walls that are substantially parallel to one another.
In einem Beispiel kann die interne Anti-Streuvorrichtung eine 2D-Vorrichtung mit einer Vielzahl von ersten röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden, die in einer ersten Richtung im Wesentlichen parallel zueinander sind, und einer Vielzahl von zweiten röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden sein, die in einer zweiten Richtung, die zur ersten Richtung abgewinkelt ist, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die zweite Richtung kann orthogonal zu der ersten Richtung sein, die für quadratische oder rechteckige Pixel geeignet ist, oder sie kann um 60 Grad abgewinkelt sein, was für sechseckige Pixel geeignet ist. Andere Winkel sind möglich.In one example, the internal anti-scatter device may be a 2D device having a plurality of first x-ray absorbing septum walls that are substantially parallel to one another in a first direction and a plurality of second x-ray absorbing septum walls that are parallel to each other in a second direction that is the first Direction is angled, essentially parallel to each other. The second direction can be orthogonal to the first direction, which is appropriate for square or rectangular pixels, or it can be angled at 60 degrees, which is appropriate for hexagonal pixels. Other angles are possible.
Gemäß einem Beispiel grenzt die erste Sensorschicht an die erste Röntgenumwandlungsschicht an; und die zweite Sensorschicht grenzt an die zweite Röntgenumwandlungsschicht an.According to one example, the first sensor layer is adjacent to the first x-ray conversion layer; and the second sensor layer is adjacent to the second x-ray conversion layer.
Gemäß einem Beispiel grenzt die erste Sensorschicht an die interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the first sensor layer is contiguous with the internal anti-scatter device.
Gemäß einem Beispiel grenzt die erste Röntgenumwandlungsschicht an die interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the first x-ray conversion layer is contiguous with the internal anti-scatter device.
Gemäß einem Beispiel grenzt die zweite Sensorschicht an die interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the second sensor layer is contiguous with the internal anti-scatter device.
Gemäß einem Beispiel grenzt die zweite Röntgenumwandlungsschicht an die interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the second x-ray conversion layer is contiguous with the internal anti-scatter device.
Die Vielzahl von Septenwänden umfasst eine Vielzahl von ersten Septenwänden, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Ein Abstand zwischen den ersten Septenwänden in einer ersten Richtung entspricht einem ganzzahligen Vielfachen n des Detektorabstands des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der ersten Richtung, wobei n =, 2, 3, 4, ... N ist.The plurality of septum walls includes a plurality of first septum walls that are substantially parallel to one another. A distance between the first septum walls in a first direction corresponds to an integer multiple n of the detector distance of the first sensor and/or the second sensor in the first direction, where n=2, 3, 4, .
Gemäß einem Beispiel sind die ersten Septenwände mit den Verbindungsstellen zwischen benachbarten Pixeln ausgerichtet.According to one example, the first septum walls are aligned with the junctions between adjacent pixels.
Gemäß einem Beispiel umfasst die Vielzahl von Septenwänden eine Vielzahl von zweiten Septenwänden, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Ein Abstand zwischen den zweiten Septenwänden in einer zweiten Richtung entspricht einem ganzzahligen Vielfachen n des Detektorabstands des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der zweiten Richtung, wobei n = 1, 2, 3, 4, ... N ist, und wobei die zweite Richtung in einem Winkel zur ersten Richtung ist.According to one example, the plurality of septum walls includes a plurality of second septum walls that are substantially parallel to one another. A distance between the second septum walls in a second direction corresponds to an integer multiple n of the detector distance of the first sensor and/or the second sensor in the second direction, where n = 1, 2, 3, 4, ... N, and where the second direction is at an angle to the first direction.
In einem Beispiel ist die zweite Richtung orthogonal zur ersten Richtung.In one example, the second direction is orthogonal to the first direction.
Gemäß einem Beispiel sind die zweiten Septenwände mit den Verbindungsstellen zwischen benachbarten Pixeln ausgerichtet.According to one example, the second septum walls are aligned with the junctions between adjacent pixels.
Gemäß einem Beispiel ist der Detektorabstand des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der ersten Richtung kleiner als oder gleich 200 µm.According to one example, the detector spacing of the first sensor and/or the second sensor in the first direction is less than or equal to 200 μm.
Gemäß einem Beispiel beträgt der Detektorabstand des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der ersten Richtung 175 µm, 150 µm, 125 µm, 100 µm, 75 µm, 50 µm, 25 µm, 10 µm oder 5 µm.According to one example, the detector spacing of the first sensor and/or the second sensor in the first direction is 175 μm, 150 μm, 125 μm, 100 μm, 75 μm, 50 μm, 25 μm, 10 μm or 5 μm.
Gemäß einem Beispiel ist der Detektorabstand des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der zweiten Richtung kleiner als oder gleich 200 µm.According to one example, the detector spacing of the first sensor and/or the second sensor in the second direction is less than or equal to 200 μm.
Gemäß einem Beispiel beträgt der Detektorabstand des ersten Sensors und/oder des zweiten Sensors in der zweiten Richtung 175 µm, 150 µm, 125 µm, 100 µm, 75 µm, 50 µm, 25 µm, 10 µm oder 5 µm.According to one example, the detector spacing of the first sensor and/or the second sensor in the second direction is 175 μm, 150 μm, 125 μm, 100 μm, 75 μm, 50 μm, 25 μm, 10 μm or 5 μm.
Gemäß einem Beispiel ist der Detektor so konfiguriert, dass die interne Anti-Streuvorrichtung zwischen dem ersten Detektorpaar und dem zweiten Detektorpaar entfernt werden kann.According to one example, the detector is configured so that the internal anti-scatter device between the first pair of detectors and the second pair of detectors can be removed.
In einem Beispiel, das zum Beispiel in
In einem Beispiel umfasst die Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden der weiteren internen Anti-Streuvorrichtung mindestens ein Hoch-Z-Material.In one example, the plurality of x-ray absorbing septum walls comprises further internal anti-scatter device at least one high-Z material.
In einem Beispiel kann die weitere interne Anti-Streuvorrichtung eine 1D-Vorrichtung mit einer Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden sein, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.In one example, the further internal anti-scatter device may be a 1D device having a plurality of x-ray absorbing septum walls that are substantially parallel to one another.
In einem Beispiel kann die weitere interne Anti-Streuvorrichtung eine 2D-Vorrichtung mit einer Vielzahl von ersten röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden, die in einer ersten Richtung im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und einer Vielzahl von zweiten röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden sein, die in einer zweiten Richtung, die zur ersten Richtung abgewinkelt ist, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die zweite Richtung kann orthogonal zu der ersten Richtung sein, die für quadratische oder rechteckige Pixel geeignet ist, oder sie kann um 60 Grad abgewinkelt sein, was für sechseckige Pixel geeignet ist. Andere Winkel sind möglich.In one example, the further internal anti-scatter device may be a 2D device having a plurality of first x-ray absorbing septum walls extending substantially parallel to one another in a first direction and a plurality of second x-ray absorbing septum walls extending in a second direction towards is angled in the first direction, run essentially parallel to one another. The second direction can be orthogonal to the first direction, which is appropriate for square or rectangular pixels, or it can be angled at 60 degrees, which is appropriate for hexagonal pixels. Other angles are possible.
In einem Beispiel grenzt die dritte Sensorschicht an die dritte Röntgenumwandlungsschicht an.In one example, the third sensor layer is contiguous with the third x-ray conversion layer.
In einem Beispiel grenzt die zweite Sensorschicht an die weitere interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the second sensor layer is adjacent to the further internal anti-scatter device.
In einem Beispiel grenzt die dritte Röntgenumwandlungsschicht an die weitere interne Anti-Streuvorrichtung an.In one example, the third x-ray conversion layer is adjacent to the further internal anti-scatter device.
In einem Beispiel umfasst die Vielzahl von Septenwänden der weiteren internen Anti-Streuvorrichtung eine Vielzahl von ersten Septenwänden, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Ein Abstand zwischen den ersten Septenwänden in einer ersten Richtung entspricht einem ganzzahligen Vielfachen n des Detektorabstands des zweiten Sensors und/oder des dritten Sensors in der ersten Richtung, wobei n = 1, 2, 3, 4, ... N ist.In one example, the plurality of septum walls of the further internal anti-scatter device includes a plurality of first septum walls that are substantially parallel to one another. A distance between the first septum walls in a first direction corresponds to an integer multiple n of the detector distance of the second sensor and/or the third sensor in the first direction, where n=1, 2, 3, 4, .
In einem Beispiel sind die ersten Septenwände des Weiteren internen Streustrahlenrasters mit den Verbindungsstellen zwischen benachbarten Pixeln ausgerichtet.In one example, the first septum walls are further internal anti-scatter grids aligned with the junctions between adjacent pixels.
In einem Beispiel umfasst die Vielzahl von Septenwänden des Weiteren internen Streustrahlenrasters eine Vielzahl von zweiten Septenwänden, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Ein Abstand zwischen den zweiten Septenwänden in einer zweiten Richtung entspricht einem ganzzahligen Vielfachen n des Detektorabstands des zweiten Sensors und/oder des dritten Sensors in der zweiten Richtung, wobei n = 1, 2, 3, 4, ... N ist, und wobei die zweite Richtung in einem Winkel zur ersten Richtung ist.In one example, the plurality of septum walls further includes internal anti-scatter grids a plurality of second septum walls that are substantially parallel to one another. A distance between the second septum walls in a second direction corresponds to an integer multiple n of the detector distance of the second sensor and/or the third sensor in the second direction, where n = 1, 2, 3, 4, ... N, and where the second direction is at an angle to the first direction.
In einem Beispiel ist die zweite Richtung orthogonal zur ersten Richtung.In one example, the second direction is orthogonal to the first direction.
In einem Beispiel sind die zweiten Septenwände mit den Verbindungsstellen zwischen benachbarten Pixeln ausgerichtet.In one example, the second septum walls are aligned with the junctions between adjacent pixels.
In einem Beispiel ist der Detektorabstand des dritten Sensors in der ersten Richtung kleiner als oder gleich 200 µm.In one example, the detector spacing of the third sensor in the first direction is less than or equal to 200 μm.
In einem Beispiel beträgt der Detektorabstand des dritten Sensors in der ersten Richtung 175 µm, 150 µm, 125 µm, 100 µm, 75 µm, 50 µm, 25 µm, 10 µm oder 5 µm.In one example, the detector spacing of the third sensor in the first direction is 175 μm, 150 μm, 125 μm, 100 μm, 75 μm, 50 μm, 25 μm, 10 μm or 5 μm.
In einem Beispiel ist der Detektorabstand des dritten Sensors in der zweiten Richtung kleiner als oder gleich 200 µm.In one example, the detector spacing of the third sensor in the second direction is less than or equal to 200 μm.
In einem Beispiel beträgt der Detektorabstand des dritten Sensors in der zweiten Richtung 175 µm, 150 µm, 125 µm, 100 µm, 75 µm, 50 µm, 25 µm, 10 µm oder 5 µm.In one example, the detector spacing of the third sensor in the second direction is 175 µm, 150 µm, 125 µm, 100 µm, 75 µm, 50 µm, 25 µm, 10 µm or 5 µm.
In einem Beispiel ist der Detektor so konfiguriert, dass die weitere interne Anti-Streuvorrichtung zwischen dem ersten Detektorpaar und dem zweiten Detektorpaar entfernt werden kann.In one example, the detector is configured so that the further internal anti-scatter device between the first pair of detectors and the second pair of detectors can be removed.
In einem Beispiel befindet sich eine externe Anti-Streuvorrichtung 70 angrenzend an das erste Detektorpaar auf der dem internen Streustrahlenraster 60 gegenüberliegenden Seite. Die externe Anti-Streuvorrichtung umfasst eine Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden. Dies ist in
In einem Beispiel umfasst die Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden mindestens ein Hoch-Z-Material.In one example, the plurality of x-ray absorbing septum walls includes at least one high-Z material.
In einem Beispiel kann die externe Anti-Streuvorrichtung eine 1D-Vorrichtung mit einer Vielzahl von röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden sein, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.In one example, the external anti-scatter device can be a 1D device having a plurality of x-ray absorbing septum walls that are substantially parallel to one another.
In einem Beispiel kann die externe Anti-Streuvorrichtung eine 2D-Vorrichtung mit einer Vielzahl von ersten röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden, die in einer ersten Richtung im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und einer Vielzahl von zweiten röntgenstrahlabsorbierenden Septenwänden sein, die in einer zweiten Richtung, die zur ersten Richtung abgewinkelt ist, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die zweite Richtung kann orthogonal zur ersten Richtung sein oder um 60 Grad abgewinkelt sein. Andere Winkel sind möglich.In one example, the external anti-scatter device may be a 2D device having a plurality of first x-ray absorbing septum walls running in a first direction substantially parallel to one another and a plurality of second x-ray absorbing septum walls running in a second direction that is the same as the first Direction is angled, essentially parallel to each other. The second rich direction may be orthogonal to the first direction or angled at 60 degrees. Other angles are possible.
In einem Beispiel sind die Vielzahl von Septenwänden des externen Streustrahlenrasters mit der Vielzahl von Septenwänden des Streustrahlenrasters ausgerichtet.In one example, the plurality of septum walls of the external anti-scatter grid are aligned with the plurality of septum walls of the anti-scatter grid.
Die derzeitigen Auflösungen der in der medizinischen Röntgenbildgebung verwendeten Streustrahlenraster liegen üblicherweise im Bereich von 25 bis 80 Ip/cm (Linienpaare pro Zentimeter), was einem Rasterabstand im Bereich von 125-400 µm entspricht. Im Allgemeinen nimmt die primäre Röntgentransmission des Rasters ab, wenn die Rasterauflösung, d. h. die Anzahl der Septenwände pro Längeneinheit, zunimmt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Septenwände nicht nur gestreute Röntgenstrahlen absorbieren, sondern auch primäre Röntgenstrahlen. Dementsprechend sinkt der sogenannte „Bildverbesserungsfaktor“ oder Q-Faktor des Rasters, der proportional zum Quadrat seiner primären Röntgentransmission ist, bei höheren Rasterauflösungen drastisch. Darüber hinaus wird es aus Sicht der Rasterherstellung immer schwieriger, Raster mit Auflösungen über 80 lp/cm herzustellen, die gleichzeitig eine ausreichende Qualität und Gleichmäßigkeit über den gesamten Rasteroberflächenbereich aufweisen.The current resolutions of the scattered radiation grids used in medical X-ray imaging are usually in the range of 25 to 80 lp/cm (line pairs per centimetre), which corresponds to a grid spacing in the range of 125-400 µm. In general, the primary x-ray transmission of the grid decreases as the grid resolution, i. H. the number of septal walls per unit length, increases. This is because the septal walls absorb not only scattered X-rays but also primary X-rays. Accordingly, the raster's so-called “image enhancement factor” or Q-factor, which is proportional to the square of its primary X-ray transmission, decreases drastically at higher raster resolutions. In addition, from a screen production perspective, it is becoming increasingly difficult to produce screens with resolutions greater than 80 lp/cm while maintaining adequate quality and uniformity over the full screen surface area.
Gleichzeitig gibt es bei Röntgendetektoren einen klaren Trend zur Verringerung des Pixelabstands (Pixelabstand ≤ 100 µm), der durch den klinischen Bedarf an höherer räumlicher Auflösung bei vielen Röntgenbildgebungsanwendungen bedingt ist.At the same time, there is a clear trend in X-ray detectors to decrease the pixel pitch (pixel pitch ≤ 100 µm) driven by the clinical need for higher spatial resolution in many X-ray imaging applications.
Eine Kombination eines hochauflösenden Röntgendetektors mit einer Standard-Anti-Streuvorrichtung verringert die Anzahl der Röntgenquanten, die den Detektor erreichen, und damit sein Signal. Dies würde zu einer niedrigeren Röntgendetektor-Quanteneffizienz (DQE) führen, d. h. zu Röntgenbildern mit erhöhtem Rauschpegel. Dieses geringere Signal-Rausch-Verhältnis könnte durch Erhöhen der Röntgendosis wieder erhöht werden, was jedoch in der derzeitigen Praxis der medizinischen Röntgenbildgebung nicht akzeptabel ist.A combination of a high-resolution X-ray detector with a standard anti-scatter device reduces the number of X-ray quanta reaching the detector and thus its signal. This would lead to a lower X-ray detector quantum efficiency (DQE), i. H. to X-ray images with an increased noise level. This lower signal-to-noise ratio could be increased again by increasing the x-ray dose, but this is unacceptable in current medical x-ray imaging practice.
Die vorliegende Erfindung schlägt vor, den hochauflösenden Röntgendetektor mit einer Anti-Streuvorrichtung zu kombinieren, deren Rasterabstand einem ganzzahligen Vielfachen des Detektorpixelabstands entspricht und die optional die Raster-Septenwände präzise mit den inaktiven Bereichen zwischen den Detektorpixeln ausrichtet.The present invention proposes to combine the high-resolution X-ray detector with an anti-scatter device that has a grid spacing that is an integer multiple of the detector pixel spacing and that optionally precisely aligns the grid septa walls with the inactive areas between the detector pixels.
Somit kann das Problem einer geringeren spektralen Differenzierung und/oder einer geringeren DQE durch die Integration einer internen Anti-Streuvorrichtung (ASD) oder sogar mehrerer interner Anti-Streuvorrichtungen, wie eines Streustrahlenrasters (ASG), in den Röntgendetektor gelöst werden.Thus, the problem of lower spectral differentiation and/or lower DQE can be solved by integrating an internal anti-scatter device (ASD) or even multiple internal anti-scatter devices such as an anti-scatter grid (ASG) into the X-ray detector.
Auf diese Weise können sowohl die hohen Auflösungsfähigkeiten des Röntgendetektors als auch ein hoher Q-Faktor des Rasters, d. h. eine hervorragende Streustrahlungsleistung, beibehalten werden. Darüber hinaus kann bei der Aufnahme von Röntgenbildern optional ein Pixel-Binning durchgeführt werden, was bei bestimmten Bildgebungsanwendungen von Vorteil sein kann. Bei einem integrierten 2D-ASG können z. B. beim Pixel-Binning alle Pixel identisch gewählt werden (z. B. 3 x 3 Pixel, n = 3), wodurch Aliasing-Effekte reduziert werden und die erforderliche Bildverarbeitung vereinfacht wird, um Bildartefakte zu reduzieren, die durch Raster-Septenwände verursacht werden. Alternativ kann man auswählen, kein Pixel-Binning vorzunehmen (z. B. 1 x 1 Pixel, n = 3), was die Modelle zur Korrektur der Röntgenstreuung vereinfacht, da es nur wenige Arten von Detektorpixeln gibt.In this way, both the high resolution capabilities of the X-ray detector and a high Q-factor of the raster, i. H. excellent scattered radiation performance. In addition, pixel binning can be optionally performed when capturing X-ray images, which can be advantageous in certain imaging applications. With an integrated 2D-ASG z. For example, in pixel binning, all pixels are chosen to be identical (e.g., 3 x 3 pixels, n=3), which reduces aliasing effects and simplifies the image processing required to reduce image artifacts caused by raster septa walls will. Alternatively, one can choose not to do pixel binning (e.g. 1 x 1 pixel, n=3), which simplifies the X-ray scatter correction models since there are only a few types of detector pixels.
Der Mehrschicht-Röntgendetektor wird nun unter Bezugnahme auf die
Wenn gestreute Röntgenstrahlen eines Patienten von einem Bildgebungsdetektor aufgefangen werden, liefern sie keine zusätzlichen Informationen über die Anatomie des Patienten, sondern sie verschlechtern die Bildqualität, indem sie den Kontrast im Bild verringern. Daher wird in der medizinischen Röntgen- und CT-Bildgebung seit vielen Jahrzehnten ein externes Streustrahlenraster (ASG) verwendet, um gestreute Röntgenstrahlung zu absorbieren und dadurch die Bildqualität zu verbessern. Dies ist in
Zur Veranschaulichung sind in
Mehrschicht-Strahlungsdetektoren ermöglichen die spektrale Bildgebung (z. B. Dual-Energy-Röntgenbildbildung; spektrale Megavolt-Bildgebung) und/oder eine erhöhte Detektorleistung (z. B. höhere DQE). Ein großer Anteil der Röntgenstrahlen, die in einen Standard-Mehrschicht-Detektor eintreten, wird jedoch von der ersten Erfassungsschicht gestreut und von der zweiten Erfassungsschicht aufgefangen. Dies verschlechtert die Leistung des Detektors, da gestreute Röntgenstrahlen keine nützlichen Informationen enthalten. Diese gestreuten Röntgenstrahlen verursachen unerwünschte Bildsignale in der zweiten Erfassungsschicht, die sich zu den Bildsignalen der von der zweiten Erfassungsschicht aufgefangenen primären Röntgenstrahlen addieren. Außerdem werden gestreute Röntgenstrahlen teilweise von der zweiten Erfassungsschicht in die erste Erfassungsschicht zurückgestreut und verschlechtern dadurch die Bildsignale der von der ersten Erfassungsschicht aufgefangenen primären Röntgenstrahlen. Schließlich können K-Fluoreszenzsignale von der ersten Erfassungsschicht in die zweite Erfassungsschicht eintreten. Ähnliche Phänomene der (Rück-)Streuung und K-Fluoreszenz treten in allen aufeinanderfolgenden Schichten eines Standard-Mehrschichtdetektors auf. Folglich werden Bildqualitätsparameter (MTF, DQE, Kontrast-Rausch-Verhältnis, Signal-Rausch-Verhältnis) für jede Erfassungsschicht in einem gewissen Ausmaß reduziert, abhängig von Faktoren wie Belichtungsbedingungen, Detektorkonfiguration, klinische Anwendung usw. Bei der spektralen Röntgenbildgebung verursacht dies eine starke Verringerung der spektralen Differenzierungsfähigkeit der Erfassungsschichten, was verschiedene Mängel erzeugt, wie z. B. ungenaue Materialzerlegungen, qualitativ minderwertige virtuelle monochromatische Bilder und Artefakte bei der CBCT-Bildrekonstruktion. Insbesondere bei der Dual-Energy-Röntgenbildgebung, die auf der einmaligen Belichtung eines Zweischichtdetektors beruht, kann die Anzahl der von der oberen Szintillatorschicht in die untere Szintillatorschicht gestreuten Röntgenstrahlen so groß sein, dass sie das vom unteren Sensor erfasste Röntgensignal dominieren.Multi-slice radiation detectors enable spectral imaging (e.g. dual energy X-ray imaging; spectral megavolt imaging) and/or increased detector power (e.g. higher DQE). However, a large fraction of the x-rays entering a standard multilayer detector are scattered by the first sensing layer and intercepted by the second sensing layer. This degrades the performance of the detector, since scattered x-rays contain no useful information. These scattered x-rays cause unwanted image signals in the second sensing layer which add to the image signals of the primary x-rays captured by the second sensing layer. In addition, scattered X-rays are partially backscattered from the second sensing layer into the first sensing layer, thereby degrading the image signals of the primary X-rays captured by the first sensing layer. Finally, K-fluorescence signals can enter the second sense layer from the first sense layer. Similar phenomena of (back)scattering and K-fluorescence occur in all successive slices of a standard multi-slice detector. Consequently, image quality parameters (MTF, DQE, contrast-to-noise ratio, signal-to-noise ratio) for each acquisition layer are reduced to some extent, depending on factors such as exposure conditions, detector configuration, clinical application, etc. In X-ray spectral imaging, this causes a strong reduction the spectral differentiation ability of the acquisition layers, which creates various defects, such as e.g. B. inaccurate material decompositions, low-quality virtual monochromatic images and artifacts in CBCT image reconstruction. In dual-energy X-ray imaging in particular, which is based on a single exposure of a two-layer detector, the number of X-rays scattered from the upper scintillator layer to the lower scintillator layer can be so great that they dominate the X-ray signal detected by the lower sensor.
Es wurde festgestellt, dass eine Anti-Streuvorrichtung, die sich intern innerhalb des Röntgendetektors befindet und räumlich getrennt von der ersten und zweiten Erfassungsschicht angeordnet ist, die obigen Probleme angeht.It has been found that an anti-scatter device internal to the x-ray detector and spaced apart from the first and second sensing layers addresses the above issues.
Es wurde festgestellt, dass die (Rück-)Streuung zwischen den Erfassungsschichten in einem Mehrschicht-Strahlungsdetektor durch die Implementierung eines ASD zwischen einer oder mehreren Erfassungsschichten reduziert werden kann und damit die Detektorleistung erhöht werden kann. Dies ist in
Die ASD kann in Form einer strukturierten Schicht aus Hoch-Z-Material, wie einer (gestapelten) Wolframfolie, vorliegen, deren Pixelöffnungen mit den Sensorpixeln ausgerichtet sind, wie in
Zur weiteren Veranschaulichung zeigen
Wie in der einleitenden Diskussion erläutert, kann ein externes ASG (oder eine externe ASD) neben einem neu entwickelten und hier beschriebenen internen ASD Vorteile bereitstellen.
Es ist zu beachten, dass der Pixelabstand des Röntgendetektors in der Größenordnung von 5 µm bis 200 µm liegen kann und der Septenwandabstand des internen ASD, gleich d + D, wie in
Es gibt viele Optionen, um eine optimal integrierte ASD für einen bestimmten Mehrschicht-Strahlungsdetektor und seine beabsichtigte(n) Hauptbildanwendung(en) zu konfigurieren.There are many options to configure an optimally integrated ASD for a particular multi-slice radiation detector and its intended main imaging application(s).
Optionen:
- Bildgebende Anwendungen schließen Röntgenstrahlen, CT, CBCT NDT, Strahlentherapiesysteme und EPID (MV-Strahlung) ein.
- Der Detektor kann eine großflächige Vorrichtung (z. B. ein Röntgendetektor) oder ein kleines Modul (z. B. eine CT-Kachel) sein
- Der Detektor besteht aus mehreren Schichten von Materialien für die indirekte und/oder direkte Röntgenumwandlung, wobei jede Schicht mit einem gepixelten Bildsensor gekoppelt ist
- Die Aufnahme von Röntgenbildern basiert auf der Energieintegration oder Photonenzählung
- Es können mehrere ASD verwendet werden, wenn der Detektor 3 oder mehr Sensorschichten aufweist.
- Imaging applications include X-ray, CT, CBCT NDT, Radiation Therapy Systems and EPID (MV Radiation).
- The detector can be a large area device (e.g. an X-ray detector) or a small module (e.g. a CT tile).
- The detector consists of multiple layers of indirect and/or direct X-ray conversion materials, each layer coupled to a pixelated image sensor
- X-ray imaging is based on energy integration or photon counting
- Multiple ASDs can be used if the detector has 3 or more sensor layers.
Die ASD ist ein fokussiertes 1D- oder 2D-ASG, bestehend aus mehreren Septenwänden, die durch Zwischenraummaterial getrennt sind
- Septenmaterial kann aus Hoch-Z-Elementen bestehen (Pb, W, Bi, Ta, ...)
- Zwischenraummaterialien bestehen aus luft- oder röntgenstrahlabsorbierendem (Filter-)Material (Kohlenstoff, Silizium, Glas, Polymer, Aluminium, Kupfer, Zinn, ...)
- Beispiele: 1D-ASG aus Bleifasern, 1D-ASG aus Blei-Aluminium oder Blei-Kohlenstoff, 2D-ASG aus Wolfram im DMLS-Verfahren, mit CsI gefüllte Siliziumrillen mit RIE-Muster,
- ASD ist eine strukturierte Schicht aus Hoch-Z-Material mit Pixelöffnungen, die auf die Sensorpixel ausgerichtet sind.
- Septa material can consist of high-Z elements (Pb, W, Bi, Ta, ...)
- Interstitial materials consist of air or X-ray absorbing (filter) material (carbon, silicon, glass, polymer, aluminum, copper, tin, ...)
- Examples: 1D-ASG made of lead fibers, 1D-ASG made of lead-aluminium or lead-carbon, 2D-ASG made of tungsten in the DMLS process, silicon grooves filled with CsI with RIE pattern,
- ASD is a patterned layer of high-Z material with pixel openings aligned with the sensor pixels.
Die Hoch-Z-Schicht kann zusammen mit dem Röntgenumwandlungsmaterial oder dem Sensorsubstrat verarbeitet werden.The high-Z layer can be processed along with the x-ray conversion material or the sensor substrate.
Beispiel: dicke (gestapelte) Metallfolie, die direkt auf das Röntgenumwandlungsmaterial oder das Sensorsubstrat geklebt ist, oder freistehend sein kann.Example: thick (stacked) metal foil bonded directly to the X-ray conversion material or sensor substrate, or can be free-standing.
Beispiel: dünne Wolframfolie mit einer Reihe quadratischer Pixelöffnungen, die durch Septenwände getrennt sind.Example: Thin tungsten foil with a row of square pixel openings separated by septum walls.
ASD kann auch als Röntgenabsorptionsfilter fungieren. Daher können die Septenwände auch aus Niedrig-Z-Elementen wie Zinn, Kupfer oder Aluminium bestehen.ASD can also function as an X-ray absorption filter. Therefore, the septa walls can also consist of low-Z elements such as tin, copper or aluminum.
Die ASD-Septenwände sind ausgerichtet und überlappen (teilweise) mit den Septenwänden des externen ASG, um die Transmission primärer Röntgenstrahlen zu maximieren (am relevantesten für CT).The ASD septal walls are aligned and (partially) overlap with the septal walls of the external ASG to maximize transmission of primary X-rays (most relevant for CT).
Die ASD-Septenwände sind ausgerichtet und überlappen (teilweise) mit inaktiven Bereichen zwischen Sensorpixeln, um die Transmission der primären Röntgenstrahlen zu maximieren (am relevantesten für CT).The ASD septa walls are aligned and (partially) overlap with inactive areas between sensor pixels to maximize transmission of the primary X-rays (most relevant for CT).
Die ASD kann flach oder gekrümmt sein.The ASD can be flat or curved.
Die ASD kann aus dem Mehrschicht-Detektor entfernt (und wieder eingeführt) werden Auch wenn die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung veranschaulicht und beschrieben wurde, sind eine derartige Veranschaulichung und Beschreibung als veranschaulichend oder beispielhaft und nicht als einschränkend zu betrachten. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Variationen der offenbarten Ausführungsformen können vom Fachmann beim Ausüben einer beanspruchten Erfindung, aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der abhängigen Ansprüche verstanden und bewirkt werden.The ASD can be removed (and reinserted) from the multi-slice detector. While the invention has been illustrated and described in detail in the drawings and foregoing description, such illustration and description are to be considered as illustrative or exemplary and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other variations of the disclosed embodiments may be understood and effected by those skilled in the art upon practicing a claimed invention from a study of the drawings, the disclosure and the dependent claims.
In den Ansprüchen schließt das Wort „umfassen“ andere Elemente oder Schritte nicht aus, und der unbestimmte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Jegliche Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen des Schutzumfangs auszulegen.In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the indefinite article "a" or "an" does not exclude a plural. Any reference signs in the claims should not be construed as limitations on the scope of protection.
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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- WO 2017/007326 A1 [0006]WO 2017/007326 A1 [0006]
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R207 | Utility model specification |