TW200814096A - Apparatus for asymmetric dual-screen digital radiography - Google Patents
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Description
200814096 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 * 本發明一般係關於數位放射線攝影，特定言之，係關於 在數位放射線攝影平板成像器中使用複數個非對稱螢幕以 改善影像品質。 • 【先前技術】 • 一般而言，採用一閃燦磷光體螢幕來吸收X射線並產生 光之醫學X射線偵測器由於磷光體螢幕中之橫向光擴散會 • 遭受空間解析度之損失。為了減小橫向光擴散及維持可接 受空間解析度，必須將磷光體螢幕製造得足夠薄。 經常藉由調變傳遞函數（MTF)與X射線吸收效率來分別 特徵化成像裝置之空間解析度與X射線偵測能力。薄磷光 體螢幕以減小X射線吸收為代價產生更好]MTF。通常，在 空間解析度與X射線吸收效率之設計折衷中使用磷光體螢 幕之塗層密度以及厚度。 例如，Lanex Fine 與 Lanex Fast Back 螢幕係 Eastman ® Kodak Co.製造的兩典型市售螢幕。兩者均由Gd202S(Tb) 麟光體製成。Lanex Fast Back螢幕較厚，可更有效地吸收 X射線，不過其解析度低於Lanex Fine螢幕之解析度。另 一方面，Lanex Fine螢幕比Lanex Fast Back螢幕薄，吸收X 射線之效率較低，不過具有較高解析度b Lanex Fine與 Lanex Fast Back螢幕之塗層密度分別為34 mg/cm2與133 mg/cm2。Lanex Fine與 Lanex Fast Back螢幕分別具有 24% 與63%之X射線吸收效率（對於80 kVp，具有鎢目標，2.5· 120563.doc 200814096 mm A1固有過濾，及鞋山Λ广 及猎由0.5-mm Cu加以過濾）及〇·26與 0.04(5 c/mm條件下）之mtf值。 為了改善X射線吸收及維持空間解析度，已將結合雙重 乳液膜使用雙重螢幕併入習知螢幕膜（sf)放射線攝影裝置 中。同樣地，在電腦化放射線攝影（CR)中也已使用雙螢幕 技術以改善X射線吸收效率。在數位CR裝置中，使用儲存 磷光體螢幕來取代SF裝置中所採用之麟間發射磷光體螢 幕。不需要膜。一旦X射線曝光，儲存磷光體螢幕便以截 獲電荷之形式儲存一潛像，通常隨後藉由一掃描雷射束讀 出該潛像以產生一數位放射線攝影影像。 近來’基於主動矩陣薄膜電子元件之數位平板X射線成 像器已成為用於諸如診斷放射學與數位乳房攝影之應用的 有希望技術。在數位放射線攝影（DR)中使用兩種類型的X 射線能量轉換方法，即直接與間接方法。在直接方法中， 將一光導體中所吸收之X射線直接轉換為一電荷信號，儲 存於一主動矩陣陣列（ΑΜΑ)上之像素電極上以及使用薄膜 電晶體（TFT)將其讀出以產生一數位影像。通常將非晶性 石西（a-Se)用作光導體。在間接方法中，使用一單一鱗光體 螢幕來吸收X射線且藉由一 ΑΜΑ(其在各像素處具有一單一 光二極體（PD)及一 TFT開關）偵測所得可見光子。光二極體 吸收磷光體所發出的與已吸收X射線能量成正比之光。接 著如同直接方法使用TFT開關讀出所儲存之電荷。 常使用氫化非晶石夕Si:H)來形成光二極體與tft開關。 圖1A顯示先前技術以a- Si為主之平板成像器中之單一成像 120563.doc 200814096 像素ίο之一斷面（未按比例繪製）。如圖1B所示，各成像像 素10具有光二極體70與TFT開關71。一 X射線轉換器層（例 如’發光磷光體螢幕12)係耦合至光二極體-TFT陣列。光 二極體70包含以下層：鈍化層14、氧化銦錫層16、p摻雜 a-Si層18、本質a-Si:H層20、n摻雜a_Si層22、金屬層24、 介電層26、及玻璃基板28。圖1At亦顯示X射線光子路徑 30及可見光光子路徑32。磷光體吸收一單一 X射線時，各 向同性發射大量可見光光子。已發射光中僅一部分到達光 二極體並得以偵測。 圖1B顯示平板成像器8〇(其係由一感測器陣列81組成）之 方塊圖。該以a-Si為主之感測器陣列係由❿個資料線84與11 個閘極線83組成。各像素係由a_Si光二極體7〇連接至薄膜 電晶體（TFT)71組成。各光二極體7〇係連接至共用偏壓線 85及其相關TFT之汲極（D)。偏壓線85載送施加至光二極體 70及TFT 71之偏壓。TFT 71係受其相關閘極線83控制且當 已定址時，將已儲存電荷傳輸至資料線84上。讀出期間， 在一有限時間（大約10至1〇〇 μ8)期間開啟一閘極線，該有 限時間提供足夠時間以便該列上之TFT 71將其像素電荷傳 輸至所有m個資料線。資料線84係連接至並列操作之電荷 放大器96。一般而言，將電荷放大器86分成許多群組，各 群組通常具有32、64或128個電荷放大器。各群組中之相 關電荷放大器偵測影像信號，且將該等信號計時於多工器 87上’藉以對其加以多工且隨後藉由一類比至數位轉換器 88加以數位化。接著透過一耦合將數位影像資料傳輸至記 120563.doc 200814096 憶體93。按順序開啟閘極線83，掃描整個訊框需要大約若 干秒。藉由電腦90執行額外影像校正及影像處理，且將所 得影像顯示於監視器91上或藉由印表機㈣其列印於媒體 上。 為了儘可能地減小電子雜訊，可在各電荷放大器％與多 工器87之間置放一相關雙重取樣(CDs)電路89。在影像信 號之項出序列巾’ H由電荷放A器86彳貞測信號電荷之前及 之後取樣各貝料線84上之電荷信號，且所得差變為所測 量之信號。在此取樣方案中’從影像信號中減去背景雜 訊。雙重相關取樣電路89對於平板成像㈣而言較佳，不 過並非成像器發揮功能所需要的。電腦90經由控制邏輯單 =94控=平板成像器8()之各種單元（即閘極驅動㈣、電 荷放大器86、相關雙重取樣電路89及類比至數位轉換器 =八提供必需的時序、偏壓、切換、取樣、掃描及資料 言買出功能）之同步操作。 二❿為主之間接平板成像器之操作為熟習此項技術者 斤’’“目此此處僅提供簡要說明。在磷光體螢幕。中將 入射X射線光子轉換為光學光子，且隨後在a_si:H n_ip光 :極體70内將此等光學光子轉換為電子-電洞對…般而 S，為偏壓線85施加一反偏壓以橫跨光二極體建立一電場 (進而建iL空泛區)且增強電荷收集效率。藉由偏壓與光 二極體電容之乘積來決定光二極體之像素電荷容量。相關 TFT 71係保持於非傳導（，训"）狀態時，藉由光二極體來 整合影像信號。此係藉由維持閘極線83處於負電壓下來達 120563.doc 200814096 成。藉由採用TFT閘極控制電路按順序將tft之列切換為 傳導狀態來讀出陣列。藉由為對應閘極線83施加一正電壓 將像素列切換為傳導開啟11)狀態時，沿資料線84傳輸 來自此等像素之電荷並藉由外部電荷敏感放大器86加以整 合。接著將該列反向切換為非傳導狀態，且針對各列重複 該程序直到讀出整個陣列為止。藉由並列至串列多工器87 將來自外部電荷敏感放大器86之信號輸出傳輸至類比至數 位轉換益（ADC)88，以產出一數位影像。或者，個別ADC 可位於來自電荷放大器86之各信號輸出處。因此可從平板 成像器80中移除多工器87。平板成像器能夠執行單照（放 射線攝影）及連續（螢光）影像擷取。 在胸部放射線攝影與企管攝影中已使用另一成像技術 (稱為雙能量減影）來減小器質背景對疾病偵測之影響。此 方法係基於骨頭與軟組織之不同的與能量有關吸收特徵。 一般而言，產生兩原始影像。一者係一低能量與高對比度 影像，而另一者係一高能量與低對比度影像。藉由對此等 兩影像進行非線性組合，可獲得純粹骨頭與軟組織影像。 此成像技術可改善病理診斷及解剖描述。 雙能量減影具有兩個一般方法：雙曝光技術與單曝光技 術。在雙曝光技術中，藉由在兩不同X射線管電壓設定下 進行兩次曝光而從一偵測器獲得兩不同影像。由於必須對 病人執行雙重曝光，且X射線管電壓之切換必須花一有限 時間，所以雙重曝光技術對病人運動人工因素及兩影像間 之偏移很敏感。在單曝光技術（其中在兩偵測器間夾置一 120563.doc -II - 200814096 能量過濾器以使低能量成分減小）中，藉由對病人僅進行 人曝光來同時獲得兩不同影像。單曝光技術具有減小病 人運動偏移人工因素及減小X射線劑量之優點。已採用單 *光或雙曝光技術將雙能量減影實施於螢幕膜及電腦化放 射線攝影裝置中。 圖2所示先前技術螢幕膜裝置40將非對稱螢幕（前螢幕44 與後螢幕56)與一塗布有非對稱乳液之零交越膜（即，各螢 幕所發射之光不會越過膜支撐物而使另一侧上之乳液曝 光）組合，如圖2所示。X射線光子路徑42說明χ射線至螢幕 膜裝置40之進入路徑。抗交越層48與52(光吸收層）係置放 於各礼液層（前乳液層46與後乳液層54)與膜支撐物層50之 間相對較慢高解析度前螢幕44使高對比度前乳液層46曝 光。刚螢幕44與前乳液46之組合主要係用於使肺野成像。 此外，回效吸收X射線量子之快速標準解析度後螢幕％使 寬寬容度後乳液54曝光，且主要係用於成像低曝光縱隔及 〜後區域。因此，可清晰記錄肺野及縱隔區域。此螢幕膜 成像裝置主要係一類比（非數位）裝置，其中必須化學處理 已曝光膜以形成最後影像。從曝光至影像顯示可能要花幾 /刀鐘。《置具有一窄動態範圍，進而具有一窄曝光寬容 度。該影像無法以數位方式進行處理以用於影像增強，在 監視器上加以顯示，儲存於電腦或數位儲存器件中，及以 無線方式或經由網際網路或其他通信網路加以發送。 參考圖3，已使用先前技術雙螢幕電腦化放射線攝影 (CR)成像裝置60來改善χ射線吸收，進而改善總體影像信 120563.doc -12- 200814096 號對雜訊比（SNR)及對比度對雜訊比（CNR)。採用此技 • 術，將兩CR螢幕（前螢幕62與後螢幕64)放置於一匣中以便 藉由穿過病人68之X射線66而曝光，如圖3所示。採用一雷 射掃描器獨立掃描已曝光螢幕62與64以形成一前影像與一 後影像，接著以各種方式疊加該兩影像以最佳化最後影像 之品質。 例如，在胸部成像申，可使用一高解析度螢幕與一 標準解析度（ST)螢幕以在不影響總χ射線吸收效率情況下 改善MTF(與單獨使用一 ST螢幕相比）。在1〇1螢幕後面使用 ST螢幕不會使HR螢幕之高頻性能降級。而是，其使低至 中頻範圍内之影像品質增強且保留高頻範圍内之品質。因 此，此技術可使高解析度細節（例如，氣胸或肋骨骨折）成 像。 一先前技術多螢幕CR裝置具有複數個可刺激儲存磷光 體板，其係經夂X射線曝光以記錄從相同方向觀看到的物 • 冑之放射線攝影潛像。將自可刺_光體板讀出之影像信 號3加以獲得一平均影像信號且減小與CR成像裝置之各 組件相關的各種雜訊。該平均影像信號接著經受一用於增 ' ㈣像之對比度的分級程序。因此，可明顯改善診斷效^ 及準確性。 用於產生一經受X射線束曝光之物體之χ射線影像的另 一先前技術雙螢幕CR裝置具有—儲存鐵光體板，其係用 於接收穿過物體後的X射線輕射。該儲存磷光體板具有— 具兩主要表面之基板，在各表面上置放一光可刺激儲存碟 120563.doc •13- 200814096 光體層。兩儲存層具有不同材料或厚度。使用 器件來讀出儲存於各储存層中之輕射信號。雙重；出= 包:用於讀出各儲存層的兩組獨立讀出裝置。各讀出：： ==㈣存電荷之掃描雷射束、-用以收集受刺 =:t:、一用以將受刺激光轉換為電信號之光電倍 二官。激發雷射束及受刺激光不可穿過該基板(例如金屬 油）’因此：兩儲存層中不會產生影像信號交越。
其他先前技術雙螢幕CR裝置利用一影像疊加方法，其 中在複數個影像信號（其表示藉由兩儲存磷光體螢幕而吃 錄的-單-物體之兩輻射影像）上執行—加法程序。採用 預定權4目數對與圖像元件相對應的料㈣進行加權， 然後將其相加以形成輸出影像信號。依據各影像信號之頻 率特徵’使㈣於具低㈣對雜訊比之頻率成分的權重因 數之值小於相對於具較高信號對雜訊比之頻率成分的權重 因數之值。 作為-數位成像技術，上述以⑶為主之成像裝置具有 優於螢幕膜裝置之所需數位優點。不過，CR裝置需要一 雷射掃描器’其用以將潛在χ射線影像轉換為輸出數位影 像；及一光學單元，其用以從先前χ射線曝光中抹除留在 儲存磷光體板上之殘留影像0此使得顯示一影像可能要花 大約3 0秒至幾分鐘之時間。 其他先前技術裝置係與雙能量減影有關。一先前技術雙 能量減影技術使用一習知螢幕膜組合來偵測孤立性肺淋巴 結中之約化。在此技術中使用兩次曝光。不過，在臨床實 120563.doc • 14· 200814096 踐中，兩次放射線攝影曝光間之間隔期間的病人運動會使 減影降級。另一先前技術之技術使用一 χ射線管電壓與兩 不同螢幕膜組合（其係藉由一銅過濾而分離且係載入一單 一匣中）將單曝光技術實施於雙能量胸部放射線攝影中。 藉由抑制胸部放射線攝影中之骨頭對比度，已使用此技術 來^(貞測肺淋巴結。 在上述使用螢幕膜組合之技術中，記錄於膜上之影像對 必須首先進行數位化，然後加以處理以產生無骨頭且無軟 組織之影像。由於膜數位化器所造成之影像降級，此會固 有地減小雙能量放射線攝影程序之輸出且降低影像品質。 一先前技術電腦化放射線攝影系統依賴於一使用掃描雷 射受刺激冷光之單曝光雙能量減影技術。此裝置同時產生 低能置影像與高能量影像。此等兩原始影像係第一成像板 (更靠近病人）與第二成像板分別記錄之影像。藉由減法處 理獲得新影像。不過，第一成像板與第二板之影像間之放 大因數由於兩板間之固定分離而稍微不同。因此，在遠離 χ射線束之中心的區域中，出現偏移。 採用電腦化放射線攝影的另一先前技術雙曝光雙能量減 〜名置使用；慮光器變換咨與一成像板變換器以記錄一低 能量影像與一高能量影像。 儘管上述雙能量CR裝置已提供藉由習知螢幕膜裝置無 法提供的新診斷資訊，不過此等裝置因不良減法效用、工 作流不方便、及CR技術之偵測量子效率（DQE)限制而受 阻0 120563.doc -15- 200814096 近來，基於一耦合至非晶矽TFT陣列之CsI:Tl閃爍體或 一耦合至四個CCD相機之Gd202S閃燦體，亦將雙曝光雙能 量減影實施於數位平板成像裝置中。儘管此等以雙曝光為 主之DR裝置已在肺疾病之偵測及特徵化方面顯示出改 良’不過仍存在問題，例如X射線管負載、對病人之X射 線劑量、及病人運動人工因素。
因此’存在將雙閃爍螢幕（閃爍磷光體層）之應用擴展至 間接數位放射線攝影（DR)裝置之一需求。此外，存在將雙 閃燦螢幕之應用擴展至一用於單曝光雙能量減影之間接數 位放射線攝影（DR)裝置中之一需求。 【發明内容】 在本發明之一具體實施例中，提供一種用於獲取一物體 之X射線影像的放射線攝影成像裝置，其包含： 1.-種用於獲取-物體之x射線影料放射線攝影成像 裝置，其包含： 〇) —前面板，其具有： ⑴一第一基板，其具有第一與第二表面； (11)——第一信號感測元件與讀出器件之陣列，其係 置放於該第一基板之兮铉， 土极之该弟表面上方或該第二 表面下方； 件與讀出器件之陣列上；及 (iv) —第一 其具有一第一厚度，係 个 /于/又 7 Ί尔 置放於該第一純化芦 j 粍化層之上方或下方以及對穿過 120563.doc -16· 200814096 線 該物體之x射線作出回應而產生光，《光照明該 等第一信號感測元件藉以提供表示一第一 χ射 影像之信號； (b)—後面板，其具有： (i) 一第二基板，其具有第一與第二表面； (ii) 一第二信號感測元件與讀出器件之陣列，其係 置放於肖第二基板之該第一表面上方或該第二 表面下方； (Π〇 一第二鈍化層’其係置放於該第二信號感測元 件與讀出器件之陣列上；及 ㈣-第二閃爍碟光體層，其具有一第二厚度，係 置放於該第二鈍化層之上方或下方以及對穿過 該物體及該前面板之X射線作出回應而產生光， 該光照明該等第二信號感測元件“提供表示 一弟二X射線影像之信號； (c)組合構件，其係用於組合該第一 ，、弟一X射線影像之 該4信號以產生一複合X射線影像；及 ⑷相：於彼此選擇該第一與第二閃燦碟光體層之成分 與厚度以提供一改良偵測量子效率。 在本發明之p具體實施财，提供—種用於獲取一物 體之X射線影像的放射線攝影成像裝置，其包含· (a)—第一閃燦磷光體層，其具有一第一 、 物體之X射線作出回應而產生光； ’牙過該 ⑻-第-純化層，其係置放於該第—閃燦磷光體層下 120563.doc -17- 200814096 方； 弟彳虎感測元件鱼讀屮, 兮墙..,,B 一喝出态件之陣列，其係置放於 該弟一鈍化層下方，拉i + 收來自該第一閃爍磷光體層之照 月’其中$亥等第一作缺六、、ηϊ _ σ〜感測元件提供表示一第一 X射線影 像之信號； (L第⑻X越減少層’其係置放於該第-信號感測元 件與頃出器件之陣列下方；
(e) -基板’其係置放於該第一交越減少層下方； (f) 一第一父越減少層，其係置放於該基板下方； (g) 第一七號感測元件與讀出器件之陣列，其係置放 於該第二交越減少層下方； (h) 第一純化層’其係置放於該第二信號感測元件與 讀出器件之陣列下方； (1) 一第二閃爍磷光體層，其係置放於該第二鈍化層下 方’具有一第二厚度，對穿過該物體及該第二閃爍磷光體 層上面之所有層的X射線作出回應而產生光，該光照明該 等第二信號感測元件藉以提供表示一第二X射線影像之信 號； G)組合構件，其係用於組合該第一與第二X射線影像之 該等信號以產生一複合X射線影像；及 (k)相對於彼此選擇該第一與第二閃爍磷光體層之成分 與厚度以提供一改良 >(貞測量子效率。 優點 上述非對稱雙螢幕數位放射線攝影裝置具有優於單螢幕 120563.doc -18- 200814096 f位放射線攝影裝置之各種優點。本發明提供一更高偵測 ϊ子效率（DQE)，❹】量子效率（DQE)係評估影像品質的 -關鍵度量。本發明之裝置之更高MTF產出更清晰影像。 更冋X射線吸收產出更两偵測器速度。本發明之範例性裝 置之更低雜訊位準提供更少量子斑點。本發明之具體實施 例之更馬憤測量子效率提供更高總體影像品質。此外，在 ' @接⑽裝置中使用—對非對稱螢幕可明顯減緩X射線磷光 體螢幕之設計中同時維持X射線吸收（其-般需要—具有增 加厚度之螢幕)與空間解析度(其-般需要-具有減小厚i 之榮幕）之衝突。此外，針對平板成像裝置使用-撓性基 板(例如’金屬箔、塑膠薄片或其組合)可改善裝置之機械 強度與實體耐用性，及減小由於基板而造成之X射線吸收 損失。 二所提出之單曝光雙能量數位放射線攝影裝置具有優於先 刖技術之各種優點。此類具體實施例要切才矣乂射線管 _ 電壓可減夕衫像中之病人運動偏移人工因素。X射線管 負載可更低，且對病人之χ射線劑量可更低。此外，空間 解析度與信號對雜訊比方面之更高债測器性能透過雙能量 成像可產出t阿影像品質及隨後的疾病伯冑與特徵化方面 • 《改良°此外’可將雙能量成像更好地整合於目前臨床工 # w中’提供更〶操作效率，而無需數位化膜影像㈣裝 置）％描成像板（CR裝置）、及對病人之雙重曝光（雙曝光 DR裝置）。 在本U之上述具體實施例中的i少一 $體實施例中， 120563.doc -19- 200814096 並非使用兩平板來捕獲放射線攝影影像，在本發明之另一 辄例性具體實施例中使用一單一平板，其具有一塗布於基 板之前側上之磷光體螢幕，該磷光體螢幕比塗布於基板之 後側上之磷光體螢幕薄。可在基板各側上均塗布一光阻斷 層以使基板之一側上之磷光體螢幕中所發射到達基板另一 側上之光一極體的光之交越最小化。兩螢幕同時經受X射 . 線曝光且基板之前與後側上之光二極體分別偵測前與後影 像。隨後，組合並處理兩影像以產出一更高品質之影像。 由於w與後螢幕偵測到的兩影像係彼此具有鏡像關係，所 以執行影像處理時應反轉該等影像中的一影像。 【實施方式】 以下係本發明之較佳具體實施例之詳細說明，參考圖式 進行說明，其中在若干圖中的各圖中採用相同參考數字表 示相同結構元件。 本發明係關於一種數位放射線攝影裝置，其中一 χ射線 • 來源透過一物體投射一χ射線束以產生藉由一偵測部件而 捕獲之χ射線影像。特定言之，本發明係關於與間接非對 稱雙螢幕DR裝置及單曝光雙能量DR裝置有關的各種具體 ^ 實施例。 間接非對稱雙螢幕DR裝置 圖4至圖7顯示依據本發明之各種具體實施例中的一數位 放射線攝影裝置之概略圖。 圖4顯示本發明之一第一範例性具體實施例，其中引導χ 射線102穿過物體104而到達數位放射線攝影成像器1〇〇以 120563.doc -20 - 200814096 形成一影像。數位放射線攝影成像器1〇〇使用兩平板偵測 器（前面板110與後面板160)來捕獲並處理X射線1〇2以便形 成一影像。在此特定具體實施例中，前面板丨1〇係位於前 螢幕組態中，而後面板16〇亦位於前螢幕組態中。此將稱 為前-前組態，其中術語”前螢幕組態”係關於個別偵測器之 定向以便入射X射線首先照射在偵測器之閃爍磷光體組件 (例如第一閃爍層120)上，然後其照射在感測元件之陣列
(例如，第一信號感測元件與讀出器件之陣列丨3〇)上並穿過 感’則元件之降列。同樣地，定向谓測器組件時將使用術語 後螢幕組悲”以便入射X射線首先照射在感測元件之陣列 上，然後照射在閃爍磷光體組件上。較佳地，後面板16〇 之第二閃爍磷光體層170之厚度大於或等於前面板i 1〇之第 一閃爍磷光體層120之厚度。相對於彼此選擇該第一與第 二閃爍磷光體層之厚度與成分可提供一改良偵測量子效率 (參見圖16)。
閃爍磷光體層120與170可為習知放射線攝影增強螢幕。 增強螢幕具有—發光層，其中將瞬間發射麟光體作為一微 粒分散於一聚合物矩陣中且具有額外層，例如支撐層、保 護塗層及固定層。合適的瞬間發射磷光體廣為人知，例如 摻雜有稀土活化劑之稀土氧硫化物。本發明較佳使用諸如 以下發射磷光體：Gd202S:Tb、Gd2〇2S:Eu La202S:Tb ^ La202S > Y2〇2S:Tb > CsI：Tl
Gd2〇3:Eu、 CsI:Na 、
CsBnTl、NaI:T1、CaW04、CaW〇4:Tb BaFCl:Eu > BaS04：Eu > BaSrS04 ,
BaFBr:Eu、
BaPbS04 、 120563.doc 21 200814096
BaAl12〇19:Mn、BaMgAl10〇17：Eu、Zn2Si04:Mn、 (Zn，Cd)S:Ag、LaOBr、LaOBr:Tm、Lu202S:Eu、 Lu202S:Tb、LuTa04、Hf〇2:Ti、HfGe〇4:Ti、YTa04、 YTa04:Gd、YTa04:Nb、Y2〇3:eu、yb〇3:Eu、YB〇3:Tb、 或（Y，Gd)B〇3:Eu、或其組合。不過，在本文所述的本發明 之任何具體實施例中可使用任何合適的發射磷光體材料， 包括摻雜磷光體材料。亦可使用不同磷光體之混合物。所 使用的中間粒子大小一般在大約〇.5 μηι與大約40 μπι之 間。基於方便配製、以及最佳化特性（例如速度、清晰度 及雜訊）起見，在1 μίη與大約2〇 μπι之間的中間粒子大小較 佳。 可使用習知塗布技術來製備閃爍磷光體層12〇與17〇，在 該技術中，使磷光體粉末與一樹脂黏結劑材料之溶液混 合’並藉由（例如）刮刀塗布將其塗布於一基板上。該黏結 劑可選自對X射線、刺激光、及發射光係透明的各種熟知 有機聚合物。此項技術中常用的黏結劑包括聚（乙烯醇）之 鈉0-磺基苯甲醛縮醛；氯磺化聚（乙烯）；巨分子雙酚聚（碳 酸i旨）與包含雙酚碳酸酯及聚（烯基氧化物）之共聚物的混合 物；水乙醇可溶尼龍；聚（烷基丙烯酸酯與丙烯酸甲酯）以 及聚（具丙烯酸與甲基丙烯酸之烷基丙烯酸酯與丙烯酸甲 酿）之共聚物；聚（乙烯丁醛）；及聚（胺基曱酸酯）彈性體。 不過’可採用任何習知的磷光體對黏結劑之比。一般而 言’當採用一高磷光體對黏結劑重量比時，可實現更薄磷 光體層及更清晰影像。在大約7:1至25:1之範圍内的磷光體 120563.doc •22- 200814096 對黏結劑比較佳。增強螢幕不受限於針對;X射線至光轉換 使用結晶磷光體。例如，可使用閃爍玻璃或有機閃燦體。 濾光器150係放置於前面板11〇與後面板160之間，以使 一面板中所發射到達另一面板之光之交越最小化。濾光器 150可使前面板no與後面板16〇間所透射之光最小化。較 佳地’濾光器150使面板11〇與160間之光交越最小化為10% 或更小。在此具體實施例之一方面中，濾光器1 5〇可為一 光阻斷膜或層。該光阻斷膜或層可為一親水膠體明膠層 _ (I·6 g/m2)，其包含32〇 mg/m2、1:1重量比的微結晶交越減 少染料（例如芳叉染料）混合物。濾光器150亦可用作X射線 能量過濾器。 前面板110之基板140與後面板160之基板190可由玻璃、 塑膠或金屬箔製成。較佳地，基板140或基板19〇，或兩 者’可由硼矽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、熔融形成之玻璃、金 屬、或塑膠、或其組合製成。基板140亦可用作X射線能量 _ 過濾器。 作為一 X射線能量過濾、器’基板14 0或渡光器15 〇可為一 金屬或合金，其中該金屬或合金係Al、Ti、V、Cr、Fe、 ， Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、Sn、Ba、W、
Ta、AU、或pb、或其組合。 各面板具有一信號感測元件與讀出器件之陣列（例如， 第一信號感測元件與讀出器件之陣列130與第二信號减測 元件與讀出器件之陣列180)。此外，如圖4所示，鈍化層 125係置放於第一信號感測元件與讀出器件之陣列上， 120563.doc •23· 200814096 而鈍化層175係置访认— 直敌於弟二信號感測元件與讀出器件之陣 列180上。鈍化 9 (例如，鈍化層175)係用作信號感測元件 與項出1§件（例如，榮_ 弟二信號感測元件與讀出器件1 80)之陣 列的保護塗層且& m ^ 曰且保一使用諸如聚醯亞胺或氮氧化矽之材料 的標準平板技術常用組件。 第一與第二信號感測元件與讀出器件之陣列130與180可 為/、有薄膜電體陣列結構的非晶石夕光二極體。 可能的a-Si:H光二極體薄膜電晶體陣列結構包括（a) 小p， (b)肖特基障壁，及金屬-絕緣體_半導體（MIS)。儘管各 光一極體結構具有其優點與缺點，不過n_i-p(或p-i-n)結構 由於其低位準暗電流（其導致更高信號對雜訊比進而導致 更好影像品質）而較佳。面板中所使用的信號感測元件與 讀出器件之陣列130與180之像素間距取決於放射線攝影應 用。在胸部放射線攝影中，例如，典型像素間距係在1 〇〇 μιη與250 μπι之間，對於乳房攝影，典型像素間距係在5〇 μιη與150 μπι之間，而在百萬伏成像中，典型像素間距係 在200 μπι至2000 μηι之間。兩面板（例如，前面板11〇與後 面板160)同時經受X射線曝光。隨後，組合並處理兩影像 (藉由前面板110與後面板160而形成）以產出一更高品質影
第一閃爍磷光體層120對穿過物體104之X射線102作出回 應而產生光，該光照明第一信號感測元件與讀出器件之陣 列130的信號感測元件以提供表示一第一 X射線影像之信 號。第二閃爍磷光體層170對穿過物體104及前面板110之X 120563.doc -24- 200814096 射線作出回應而產生光，該光照明第二信號感測元件與讀 出器件之陣列180的信號感測元件以提供表示一第二χ射線 衫像之栺號。可將該第一與第二X射線影像之此等信號組 合以產生一複合X射線影像。 圖5說明本發明之一第二範例性具體實施例（前-後組 態），其中引導X射線202穿過物體204而到達數位放射線攝 衫成像器200以形成一影像。數位放射線攝影成像器具 有藉由渡光器250而分離之前面板210(在前螢幕組態中）與 後面板260(在後螢幕組態中），濾光器250可減少面板210與 260之間之交越光數量。在此具體實施例之一方面中，渡 光器250可為一光阻斷膜。前面板21〇具有第一閃爍磷光體 層220、鈍化層225、第一信號感測元件與讀出器件之陣列 230、基板240、任何其他合適之層、或其組合。後面板 260具有基板270、第二信號感測元件與讀出器件之陣列 280、鈍化層285、第二閃爍磷光體層29〇、任何其他合適 之層 '或其組合。弟^_閃燦填光體層2 9 0之厚度較佳大於 或等於第一閃爍磷光體層220之厚度。 基板240與270可由玻璃、塑膠或金屬箔製成。較佳地， 基板240或基板270，或兩者，可由爛石夕玻璃、銘石夕酸鹽玻 璃、熔融形成之玻璃、金屬、或塑膠、或其組合製成。基 板240、濾光器250、或兩者，亦可用作χ射線能量過濾 器。作為一X射線能量過濾器，基板240或濾光器250可為 一金屬或合金，其中該金屬或合金係Al、Ti、V、Cr、
Fe、C〇、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、Sn、 120563.doc -25 - 200814096
Ba、W、Ta、Au、或Pb、或其組合。 與圖4所示組態相同，將兩面板（前面板21〇與後面板 260)背對背堆疊在一起，如圖5所示。後面板26〇中基板、 閃爍磷光體層、鈍化層及信號感測元件與讀出器件之陣列 的配置與圖4後面板160之配置不同。在圖5中，第一閃爍 磷光體層220對穿過物體204之X射線作出回應而產生光， 該光照明第一信號感測元件與讀出器件之陣列230的信號 感測元件以提供表示一第一 X射線影像之信號。第二閃爍 磷光體層290對穿過物體204及前面板210之乂射線作出回應 而產生光，該光照明弟二信號感測元件與讀出器件之陣列 280的信號感測元件以提供表示一第二X射線影像之信號。 使用該第一與第二X射線影像之該等信號產生一複合X射 線影像。 圖6說明一第三範例性具體實施例（後-前組態）9如圖所 示，穿過物體304朝數位放射線攝影成像器3〇〇引導X射線 302以形成一影像。數位放射線攝影成像器3〇〇具有前面板 3 10(在後螢幕組態中）與後面板360(在前螢幕組態中），濾、 光器350位於面板310與360之間。濾光器350可使前面板 3 10與後面板3 6 〇之間穿過之光最小化。在本發明之一方面 中’渡光器350可為一光阻斷膜。此光阻斷膜可為一具有 明膠與微結晶交越減少染料（其足以將前面板與後面板間 之光交越減至小於10%)的親水膠體層。此外，在此具體實 施例之另一方面中，濾光器350可為一 X射線能量過渡器。 成像器300亦具有第一信號感測元件與讀出器件之陣列 120563.doc -26- 200814096 330與第二信號感測元件與讀出器件之陣列38〇，鈍化層 335與375，第一閃爍磷光體層34〇，第二閃爍磷光體層 370 ’及基板320與390。第二閃爍磷光體層37〇之厚度可大 於或等於第一閃爍磷光體層340之厚度。第一與第二信號 感測元件與讀出器件之陣列33〇與38〇可具有一薄膜電晶體 陣列與光二極體之配置，例如圖⑺所示配置。與圖5所示 第二具體實施例類似，將數位放射線攝影成像器3〇〇之面 \ 板3 10與360堆疊在一起以便磷光體螢幕（即，第一閃爍磷 光體層340與第二閃爍磷光體層37〇)彼此面對且藉由濾光 器350而分離。 基板320與390可由玻璃、塑膠或金屬箔製成。較佳地， 基板240或基板270’或兩者，可由侧石夕玻璃、銘石夕酸鹽玻 璃、熔融形成之玻璃、金屬、或塑膠、或其組合製成。基 板320、濾光器350、或兩者，亦可用作X射線能量過濾 器。作為一 X射線能量過濾器，基板320或濾光器350可為 一金屬或合金，其中該金屬或合金係Al、Ti、V、Cr、
Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、M〇、Ag、Cd、Sn、
Ba、W、Ta、Au、或Pb、或其組合。 第一閃爍磷光體層340對穿過物體304之X射線作出回應 而產生光，該光照明第一信號感測元件與讀出器件之陣列 330的信號感測元件以提供表示一第一 X射線影像之信號。 第二閃爍磷光體層370對穿過物體204及前面板3 10之X射線 作出回應而產生光，該光照明第二信號感測元件與讀出器 件之陣列380的信號感測元件以提供表示一第二X射線影像 120563.doc •27- 200814096 之^號。使用該第一與第二X射線影像之該等信號產生一 複合X射線影像。 圖6 A §兒明本發明之另一範例性具體實施例（後_後組 悲）’其中引導X射線1102穿過物體11 〇4而到達數位放射線 攝影成像器1100以形成一影像。數位放射線攝影成像器 1100具有藉由濾光器1150而分離之前面板111〇(在後螢幕組 悲中）與後面板1160(在後螢幕組態中），濾光器115〇可減少
面板1110與1160之間之交越光數量。在此具體實施例之一 方面中，濾光器1150可為一光阻斷膜。前面板111〇具有基 板1120、第一信號感測元件與讀出器件之陣列i 13〇、鈍化 層1135、第一閃爍磷光體層114〇、任何其他合適之層、或 其組合。數位放射線攝影成像器11〇〇之後面板116〇具有基 板1170、第二信號感測元件與讀出器件之陣列^⑽、鈍化 層1185、第二閃爍磷光體層119〇、任何其他合適之層、或 其組合。第二閃爍磷光體層119〇之厚度較佳大於或等於第 一閃爍磷光體層1140之厚度。 基板1120與117〇可由玻璃、塑膠或金屬箔製成。較佳 地，基板mo或基板1170，或兩者，可由蝴石夕玻璃、铭石夕 酸鹽玻璃、㈣形成之玻璃、金屬、或塑膠、或其組合製 成基板1120、渡光器1150、或兩者，亦可用作X射線能 量過濾器。作為-X射線能量過據器，基板⑽或滤光器 1150可為一金屬或合金，其中該金屬或合金係八卜丁卜 V、Cr、Fe、C〇、Ni'Cu、Zn、Zr、Nb、M〇、Ag、cd、
Sn、Ba、W、Ta、Au、或 Pb、或其組合。 120563.doc -28- 200814096 在圖6A中，第一閃爍磷光體層1140對穿過物體ii〇4之χ 射線作出回應而產生光，該光照明第一信號感測元件與讀 出器件之陣列113 0的信號感測元件以提供表示一第一 χ射 線影像之信號。第二閃燦磷光體層119〇對穿過物體11〇4及 前面板1110之X射線作出回應而產生光，該光照明第二信 號感測元件與讀出器件之陣列1180的信號感測元件以提供 表示一第二X射線影像之信號。使用該第一與第二χ射線 影像之該等信號產生一複合χ射線影像。 圖7顯示本發明之另一具體實施例。數位放射線攝影成 像器400包括但不受限於：第一閃爍磷光體層4〇2、鈍化層 404、第一信號感測元件與讀出器件之陣列4〇6、第二信號 感測元件與讀出器件之陣列408、交越減少層416、基板 418、及第二閃燦磷光體層42〇。 此外’儘管圖7說明兩交越減少層（即交越減少層4丨6)， 但數位放射線攝影成像器可在所示任一位置處使用一單一 交越減少層。 數位放射線攝影成像器400使用一單一面板，其具有一 塗布於基板前側上之磷光體層（即第一閃爍磷光體層4〇2)及 一塗布於基板41 8後侧上之磷光體層（即第二閃爍磷光體層 420)，如圖7所示，而不是使用兩面板來捕獲放射線攝影 衫像。在此具體實施例之一方面中，第二閃爍磷光體厣 420之厚度可大於或等於第一閃爍磷光體層4〇2之厚度。基 板之各侧具有一信號感測元件與讀出器件之陣列（例如， 第一信號感測元件與讀出器件之陣列4〇6與第二信號咸測 120563.doc -29- 200814096 70件與讀出器件之陣列408)。較佳在基板418各側上均塗 布一光阻斷層（即，交越減少層416)以使基板418—侧上之 石絲光體螢幕中所發射到達基板418另一側上之光二極體的 光之交越最小化。如上所述，可在基板41 8之單側上塗布 父越減少層416。基板41 8可為彌石夕玻璃、铭石夕酸鹽玻璃、 、熔融形成之玻璃、或能夠透射光之塑膠、或其組合。 阻斷光之交越減少層416具有一具明膠（1 ·6 g/m2)之親水 膠體層，其包含320 mg/m2、1:1重量比的微結晶交越減少 染料（例如芳叉染料）混合物。第一與第二閃爍磷光體層4〇2 與4 2 0同時經受X射線曝光且基板4 1 8之前與後侧上之光 二極體分別偵測前與後影像。隨後，組合並處理兩影像以 產出一更高品質之影像。由於第一閃爍磷光體層402與第 二閃爍碌光體層420偵測到的兩影像係彼此具有鏡像關 係’所以執行影像處理時應反轉兩影像中的一或另一影 像。 在以上說明並在圖4至7中顯示的該等雙螢幕數位放射線 攝影（DR)具體實施例中，前面板可具有一提供高MTF(高 解析度）之閃爍磷光體層，而後面板可具有一厚度大於或 等於前面板中之磷光體層之厚度的碟光體層，其吸收穿過 前面板與基板而透射之X射線之大部分（若非全部的話）。 因此，與習知單螢幕DR裝置相比，此等雙螢幕DR裝置可 具有更高解析度及改良X射線吸收效率。可包括前與後螢 幕材料組合，不過其不受限於以下表1中提供之組合。前 面板中所使用之磷光體材料可與後面板中所使用之填光體 120563.doc -30- 200814096 材料不同，只要前面板中之閃燦磷光體層比後面板中之磷 光體層提供更高MTF即可。 前螢幕 後螢幕 前螢幕 後螢幕 塗層重量 塗層重量 (mg/cm ) (mg/cm ) Gd2〇2S-Tb Gd202S:Tb 34 70 Gd2〇2S:Tb Gd2〇2S:Tb 34 133 Y202S:Tb Gd2〇2S:Tb 43 133 CsI:Tl CsIiTl 38 250 CaW04 CaW04 25 77 BaFBr:Eu BaFBr.Eu 50 200 CsI:Tl Gd202S:Tb 38 70 CsI:Tl Gd2〇2S:Tb 38 133 CaW04 LaOBr 25 128 表1 :非對稱雙螢幕數位放射線攝影裝置中所使用之前/ 或螢幕組合之範例。 用於主動矩陣平板成像器之基板可由玻璃（例如Corning 7059硼石夕薄片玻璃、Coming 1737銘石夕酸鹽玻璃、Corning EAGLE2()()i)熔融形成之玻璃、Schott D263T、或AF45硼矽 玻璃）製成。此等Corning玻璃基板之厚度範圍可從0.4 mm 至1.1 mm，而Schott玻璃之厚度可為0.030 mm薄。在一習 知平板數位放射線攝影成像器中，閃爍磷光體層並未完全 120563.doc -31 - 200814096 吸收來自x射線束來源之χ射線（稱為初級x射線）。一些χ 射線被光偵測器陣列（即信號感測元件）吸收且一些會穿過 光偵測器陣列（即信號感測元件）而到達玻璃基板（其可包含 高濃度重元素，例如鋇）。一些重元素原子一旦吸收χ射線 便會發射較低能量螢光X射線（稱為次級X射線）。X射線之 吸收高於該等元素之Κ或L吸收邊緣時產生此等次級X射 線。藉由入射X射線之吸收喷射出Κ或L殼層中之電子。電 子串連下降以填充此空閒較低能態時，可以一特定元素之 特徵性能量產生X射線。可沿任何方向發射次級X射線， 不過反向發射至填光體螢幕之次級χ射線可造成空間解析 度之損失及影像雜訊之增加，導致影像品質降級。為了減 少穿過基板而造成的X射線輻射之吸收損失以及基板中Κ 螢光之產生，基板之厚度以及基板中重元素之濃度應儘可 能地小，不影響基板之功能、機械強度、及耐用性。一般 而言’由於基板而造成的χ射線輻射之吸收損失應小於大 約40%，且在大約6〇 keV2X射線能量情況下較佳可小於 26% 〇 可用作主動矩陣平板成像器之基板的其他類型有機與無 機材料係塑膠（例如，聚對苯二甲酸乙二酯（PET)、聚萘I 甲酸二乙酯、醋酸纖維素、或任何其他合適之塑膠材料或 其組合)、金屬箔(例&，不鏽鋼、碳鋼、鋁、陽極化鋁、 銅、κ銅、任何其他合適之材料、或其組合）、或其他合 適的材料。_般而言，已將聊用作構光體螢幕之基板以 及習知螢幕膜放射線攝影裝置中之乳液膜基底。此材料具 120563.doc •32- 200814096
有許多優良基本特性，例如高機械強度、良好抗化學抗 I*生低水及收、及兩尺度穩定性。此外，其比玻璃輕且耐 用。此外，可在製造期間對PET膜之表面進行預處理以提 供其他所需表面特性，例如黏附於蒸發金屬及一系列以溶 劑與水為主之漆、紫外線固化聚合物、及照相明膠，可對 此提供超過72達因/cm之表面能量以形成強黏接。pET膜之 絕緣特性導致在23°C及70%之相對濕度條件下獲得超過 10歐姆/m2之高表面電阻率。更重要的係，pet膜具有高 X射線穿透性且產生微量K螢光X射線。因此，pet基板所 造成的X射線吸收與空間解析度之損失明顯小於玻璃基板 所造成的X射線吸收與空間解析度之損失。 以下表2顯示60 keV(Am241之伽瑪射線發射）情況下各種 基板材料的X射線吸收對基板厚度之相依性。 基板 厚度 X射線吸收 (mm) 60 keV(%)情況下 Coming 7059玻璃 1.1 47.5 0.7 33.6 0.4 20.9 Coming 1737玻璃 1.1 25.9 0.7 17.4 0.4 10.3 銅箔 0.508 52.0 0.381 42.4 0.254 30.7 0.178 22.7 0.102 13.7 0.051 7.08 120563.doc -33- 200814096 0.025 3.61 不鏽鋼猪 0.508 38.5 0.381 30.5 0.254 21.6 0.178 15.6 0.102 9.26 0.051 4.74 0.025 2.40 陽極化铭箔 0.508 3.89 0.381 2.93 0.254 1.96 0.178 1.38 0.102 0.79 0.051 0.40 0.025 0.20 _聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 1.1 2.86 0.7 1.83 0.4 1.05 0.178 0.47 0.102 0.27 表2 : 60 keV情況下各種基板材料的χ射線吸收對基板厚 度之相依性。 如表2所示，將陽極化鋁或PET用作基板材料可減少進 入X射線之穿透損失。此外，針對平板成像裝置使用撓性 基板（例如，金屬箔（鋁）、塑膠薄片（PET)、或金屬箔與塑 膠薄片之組合、或任何其他合適組合）可改善裝置之機械 強度及實體耐用性（健壯性）。 圖4至7所示具有兩或更多閃爍磷光體層之非對稱雙螢幕 數位放射線攝影裝置之各種具體實施例具有優於先前技術 單螢幕數位放射線攝影裝置（即，具有單一閃爍磷光體層 120563.doc -34 · 200814096
之器件）的若干優點。上述雙螢幕裝置具有更高mtf，其 產出一更清晰影像。此外，更高X射線吸收產出更高偵測 器速度及更低病人曝光與劑量。雙螢幕具體實施例所展現 的更低雜訊位準具有不明顯的量子斑點。更高偵測量子效 率可轉換為高總體影像品質。此外，在間接DR裝置中使 用一對非對稱螢幕可明顯減緩x射線磷光體螢幕之設計中 同牯維持X射線吸收（其一般需要一較厚閃爍磷光體層）與 空間解析度（其一般需要一較薄閃爍磷光體層）之衝突。此 外’針對平板成像裝置使用一撓性基板（例如，金屬箔 (鋁）、塑膠薄片（PET)、或金屬箔與塑膠薄片之組合）可改 善裝置之機械強度與實體耐用性（健壯性），及減小由於基 板而造成之X射線吸收損失。 一般而言’ X射線吸收效率及與空間頻率有關調變傳遞 函數MTF(f)之使用並非成像裝置之完全測量。偵測量子效 率DQE(f)係一更好影像品質度量，因為其亦包括成像裝置 之雜訊傳遞特徵。如下定義偵測量子效率 〇-NPS{j 其中S係影像信; φ係X射線通量 而NPS係雜訊功率
對於雙螢幕裝置，疊加影像中的影像信號〇可如下由 前影像信號（S!)與後影像信號（S2)線性組合而成·· S^aSl^(l^a)S2 其中α與（l-α)係用以疊加前與後影像之加權因數。對於最 120563.doc -35- 200814096 大影像品質（或DQE)，前與後影像應以一與頻率有關方式 (即，α係空間頻率之函數）且以其幅度係與]〇卩£除對應螢 幕之MTF成正比的此一方式進行加權。疊加影像之最佳化 DQE係等於前與後影像2DQE之和。 DQE〇pt (/)=dqe1 (/)+dqe2 (/) 作為一範例，如下計算圖4所示本發明之第一範例性具 體實施例的一間接非對稱雙螢幕〇尺裝置之就MTF與dqe而 言之成像性能。在此裝置中，前面板與後面板均在磷光體 螢幕中採用Gd2〇2S:Tb及在光偵測器陣列中採用a-Si:H光二 極體/TFT開關。光二極體陣列之像素間距為丨27 ，填充 因數為57%，而附加電子雜訊為4〇〇〇 e/像素。 圖1 5顯示具有一閃燦磷光體層之前面板之MTF(”前螢幕 之MTF”），具有一閃爍磷光體螢幕（其厚度大於或等於前面 板中之磷光體層之厚度）之後面板之mtf(，，後螢幕之 MTF”），以及雙磷光體層裝置之MTF(”系統mtf”）。如所預 期，雙層裝置之MTF大約係兩個單磷光體層裝置的平均 值。圖16顯示具有兩閃爍磷光體層之裝置的dqe，其大約 係具有一閃爍磷光體層之前面板之DQE(”前螢幕之DQE,,) 與具有一閃爍磷光體層之後面板之DQE("後螢幕之DQE1，) 的和。由於X射線吸收效率之增加，雙螢幕裝置之DQE之 實質上增加導致影像品質比單螢幕裝置有明顯改良。 單曝光雙Μ量DR裝置 圖8至圖14說明用於單曝光雙能量成像應用之間接雙螢 幕DR平板成像器之各種具體實施例。 120563.doc -36- 200814096 圖8說明數位放射線攝影成像器500，其具有在前·前組 態中之兩面板，該兩面板係用以從引導穿過物體5〇4之又射 線502產生一影像。在數位放射線攝影成像器5〇〇中，後面 板560中之第二閃爍磷光體層570之厚度較佳大於或等於前 面板510中之第一閃爍磷光體層52〇之厚度。除第一閃襟鱗 光體層520之外，前面板510還具有鈍化層525、第一信號 感測元件與讀出器件之陣列530及基板540。位於前面板 5 1〇與後面板560間之濾光器550吸收穿透第一閃爍磷光體 層520之X射線之低能量成分且使入射於第二閃爍鱗光體層 570與鈍化層575上之光束硬化（即，移除低能量父射線並使 透射光束具有高能量X射線）。濾光器550可為一與又射線輕 射之高能量成分相比更大程度地吸收輻射之低能量成分的 材料（例如，金屬或合金）。該材料可為A卜Ti、v、
Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、Sn、
Ba、W、Ta、An、Pb、或其組合。濾光器55〇可用作一光 阻斷層以使一面板中所發射到達另一面板（例如， 月1j ®販 5 1〇與後面板560)的光之交越最小化。除第二閃爍碟光體 層570、鈍化層575之外，後面板56〇還具有第二信號减測 元件與讀出器件之陣列580及基板59〇。第一與第― ^ k就感 測元件與讀出器件之陣列530與580可包括薄膜電晶體陣列 與光二極體，其與圖1B所示配置類似。 在數位放射線攝影成像器500中，第一閃爍磷光體層 對穿過物體504之X射線502作出回應而產生光， 曰 遇光照明 第一信號感測元件與讀出器件之陣列530的信號感測元件 120563.doc -37- 200814096 以提供表示一第一 X射線影像之信號。第二閃爍構光體層 5 70對穿過物體504及前面板510之X射線作出回應而產生 光，該光照明弟一仏號感測元件與讀出器件之陣列5 8 0的 信號感測元件以提供表示一第二X射線影像之信號。可將 該第一與第二X射線影像之此等信號組合以產生一複合χ 射線影像。 圖9說明入射於前螢幕（例如，圖8之第一閃燦磷光體層 520)、螢幕間濾光器（例如，圖8之濾光器550)及後螢幕（例 如，第二閃爍磷光體層5 70)上的個別χ射線頻譜（A、b、 C)。可結合镇目標、17°目標角及2.5 mm A1等效固有過濾、 使用140-kVp技術。X射線按順序穿過一模型病人（例如， 模擬軟組織之7.7 cm留塞特玻璃與模擬骨頭之2.1 mm銘， 或任何其他類似配置）、一塗層重量為34 mg/cm2之Gd202S 前螢幕、一厚度為0.5 mm之銅濾光器及一塗層重量為133 mg/cm2之Gd2〇2S後螢幕。頻譜A、B及C之平均能量分別為 68.4、70.0及80·5 keV。入射於前與後螢幕（例如，圖8之第 一閃爍磷光體層520與第二閃爍磷光體層570)上之兩X射線 頻譜間之能量分離可為組織（或骨頭）消除效用及減影中之 對比度對雜訊比中的一關鍵因素。能量分離越大，骨頭與 組織影像就分離得越好。入射於前與後螢幕上之兩χ射線 頻譜（A與C)間之能量分離係大約12·1 keV，其係大於使用 CR技術之單曝光雙能量減影中所獲得之能量分離（大約i i keV)。 在臨床操作中，在單曝光中，X射線束按順序穿過病 120563.doc -38 - 200814096 人、前面板（例如，圖8之前面板5 10)、濾光器（例如，圖8 之濾光器550)及後面板（例如，圖8之後面板560)。對來自 前與後面板之感測元件與讀出器件之陣列（例如，圖8之第 一與第二陣列530與580)的信號分別加以數位化以產出低 與高能量輻射影像。接著可藉由執行影像減法程序來獲得 純粹骨頭與軟組織影像。 本發明可使用諸如以下發射磷光體·· Gd202S:Tb、 Gd2〇2S:Eu、Gd2〇3:Eu、La2〇2S:Tb、La2〇2S、Y2〇2S:Tb、 Csl:!!、CsI:Na、CsBr:T卜 NaI:H、CaW04、CaW04:Tb、 BaFBr:Eu、BaFCl:Eu、BaS〇4:Eu、BaSrS〇4、BaPbS〇4、 BaAli2〇i9：Mn 、 BaMgAl10O17:Eu 、 Zn2Si〇4：Mn 、 (Zn，Cd)S:Ag 、 LaOBr 、 LaOBr:Tm 、 Lu2〇2S ：Eu 、 Lu202S:Tb、LuTa04、：HfCV.Ti、HfGe04.Ti、YTa04、 YTa04:Gd、YTa04:Nb、Y203:Eu、YB03:Eu、YB03:Tb、 或（Y，Gd)B03:Eu、或其組合。如下所述，表3提供欲用於 本發明之單曝光雙能量數位放射線攝影裝置内之前與後螢 幕（例如，圖8所示第一閃爍磷光體層520與第二閃燦磷光 體層570 ;及圖10至14所示第一或第二閃爍磷光體層；等 等）中的較佳範例性材料。不過，在本文所述的本發明之 任何具體實施例中可使用任何合適的磷光體材料（或材料 組合），包括摻雜磷光體材料。亦可使用不同磷光體之混 合物。 -39- 120563.doc 200814096 前螢幕 後螢幕 前螢幕 後螢幕 塗層重量 塗層重量 (mg/cm2) (mg/cm2) Gd202S:Tb Gd2〇2S:Tb 34 133 Y202S:Tb Gd202S:Tb 43 133 CsI:Tl Gd202S:Tb 38 133 CaW04 CaW04 25 77 LaOBr:Tm CaW04 30 77 CsI:Tl CsI:Tl 38 250 BaFBr:Eu BaFBr:Eu 50 200 表3:用於單曝光雙能量數位放射線攝影裝置中之前/後螢 幕組合之範例。 圖10說明在前-後組態中一單曝光雙能量DR裝置之另一 範例性具體實施例。引導X射線602穿過物體604而到達數 位放射線攝影成像器600，其係用以形成一影像。與圖8之 數位放射線攝影成像器500類似，圖10之數位放射線攝影 成像器600具有兩面板（例如，前面板610與後面板660)，其 係背靠背堆疊在一起且藉由濾光器650而分離。濾光器650 可為一與X射線輻射之高能量成分相比更大程度地吸收輻 射之低能量成分的材料（例如，金屬或合金）。該材料可為 A1、Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、 Ag、Cd、Sn、Ba、W、Ta、Au、Pb、或其組合。渡光器 120563.doc -40- 200814096 650亦可用作一光阻斷層以使一面板中所發射到達另一面 板（例如，前面板610與後面板660)的光之交越最小化。 在數位放射線攝影成像器6〇〇中，前面板61〇具有第一閃 爍磷光體層620、鈍化層625、第一信號感測元件與讀出器 件之陣列630、基板640、任何其他合適之層、或其任何組 合。後面板660具有基板670、第二信號感測元件與讀出器 件之陣列680、鈍化層685、第二閃爍磷光體層69〇、任何 其他合適之層、或其任何組合。第二閃爍磷光體層69〇之 厚度較佳大於或等於第一閃爍磷光體層620之厚度。 在圖10所示具體實施例中，基板、信號感測元件與讀出 器件、及第二閃爍磷光體層元件之配置與圖8之數位放射 線攝影成像器500之該等元件之配置不同。不過，數位放 射線攝影成像器600之操作係與數位放射線攝影成像器5〇〇 類似。在數位放射線攝影成像器6 〇 〇中，第一閃燦碟光體 層620對穿過物體604之X射線602作出回應而產生光，該光 照明第一信號感測元件與讀出器件之陣列63〇的信號感測 元件以提供表示一第一 X射線影像之信號。第二閃燦磷光 體層690對穿過物體604及前面板610之X射線作出回應而產 生光’該光照明第二信號感測元件與讀出器件之陣列680 的信號感測元件以提供表示一第二X射線影像之信號。可 將該第一與第二X射線影像之此等信號組合以產生一複合 X射線影像。 在圖11所示本發明之另一範例性具體實施例（後_前組態） 中’引導X射線702穿過物體704朝數位放射線攝影成像器 120563.doc -41 - 200814096 700以形成一影像。將數位放射線攝影成像器川^之前面板 71〇與後面板760堆疊在一起，使得磷光體螢幕（例如，第 一閃爍磷光體層740與第二閃爍磷光體層77〇)彼此面對。 前面板710具有基板720、第一信號感測元件與讀出器件之 陣列730、鈍化層735、第-pj爍磷光體層74〇、任何其他 a適之層或其任何組合，而後面板760具有第二閃爍填 • 光體層770、鈍化層775、第二信號感測元件與讀出器件之 陣列780、基板790、任何其他合適之層、或其組合。較佳 • 土也’第二閃爍鱗光體層，之厚度可大於或等於第-閃爍 磷光體層740之厚度。前面板71〇與後面板76〇係藉由濾光 器750而分離，濾光器75〇可由一材料（例如，八卜丁卜v、
Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、Sn、
Ba、W、Ta、Au、Pb、或其組合）製成。濾光器75〇亦可用 作一光阻斷層以使一面板中所發射到達另一面板（例如， 前面板710與後面板760)的光之交越最小化。 φ 數位放射線攝影成像器700之操作係與數位放射線攝影 成像器500與600類似。在數位放射線攝影成像器7〇〇中， 第一閃爍磷光體層740對穿過物體704之X射線702作出回應 • 而產生光，該光照明第一信號感測元件與讀出器件之陣列 8 73 0的仏號感測元件以提供表示一第一 X射線影像之信號。 第二閃爍磷光體層770對穿過物體704及前面板7丨〇之χ射線 作出回應而產生光，該光照明第二信號感測元件與讀出器 件之陣列780的信號感測元件以提供表示一第二又射線影像 之信號。可將該第一與第二X射線影像之此等信號組合以 120563.doc -42- 200814096 產生一複合χ射線影像。 圖11A說明本發明之另一範例性具體實施例（後-後組 態），其中引導X射線1202穿過物體1204而到達數位放射線 攝影成像器1200以形成一影像。數位放射線攝影成像器 1200具有丽面板121〇(在後螢幕組態中）與後面板(在後 螢幕、、且L中），其係藉由濾光器125〇而分離。濾光器1250 可由一材料（例如，Al、Ti、V、Cr、Fe、c〇、Ni、Cu、 Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、Sn、Ba、w、化、—、外、 或’、、、且& )製成。濾光器12 5 〇亦可用作一光阻斷層以使一 面板中所發射到達另一面板（例如，前面板121〇與後面板 1260)的光之交越最小化。 月面板1210具有基板122〇、第一信號感測元件與讀出器 件之陣列1230、鈍化層1235、第一閃爍磷光體層124〇、任 何其他合適之層、或其組合。數位放射線攝影成像器12〇〇 之後面板1260具有基板127〇、第二信號感測元件與讀出器 件之陣列1280、鈍化層1285、第二閃爍磷光體層1290、任 何其他合適之層、或其組合。第二閃爍磷光體層1290之厚 度車乂仏大於或等於第一閃爍磷光體層1240之厚度。 基板1220與1270可由玻璃、塑膠或金屬箔製成。較佳 地基板1220或基板1270，或兩者，可由硼矽玻璃、鋁矽 酸鹽玻璃、熔融形成之玻璃、金屬、或塑膠、或其組合製 成。基板1220、濾光器1250、或兩者，亦可用作χ射線能 量過濾、器。作為一χ射線能量過濾器，基板122〇或濾光器 1250可為一金屬或合金，其中該金屬或合金係Al、Ti、 120563.doc -43- 200814096 V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、 Sn、Ba、W、Ta、Au、或 Pb、或其組合。 在圖11A中，第一閃爍磷光體層1240對穿過物體1204之 X射線作出回應而產生光，該光照明第一信號感測元件與 讀出器件之陣列1230的信號感測元件以提供表示一第一X 射線影像之信號。第二閃燦磷光體層1290對穿過物體1204 及前面板1210之X射線作出回應而產生光，該光照明第二 信號感測元件與讀出器件之陣列128〇的信號感測元件以提 藝 供表不一第二X射線影像之信號。使用該第一與第二X射 線影像之該等信號產生一複合X射線影像。 圖12顯示一雙能量DR裝置之另一範例性具體實施例。 數位放射線攝影成像器800使用一單一面板，其具有一位 於基板第一側上之磷光體層（即第一閃爍磷光體螢幕802)及 另一位於基板第二側上之磷光體層（即第二閃燦磷光體層 818)，而不是使用兩面板來捕獲放射線攝影影像。 _ 數位放射線攝影成像器800具有閃爍磷光體層8〇2、鈍化 Ο 9 '弟一信號感測元件與讀出器件之陣列806、基板 816第一信號感測元件與讀出器件之陣列808、及第二閃 * 燦磷光體層818。 . 在此具體實施例之一方面中，第二閃爍磷光體層8丨8之 厚度可大於或等於第一閃爍磷光體層802之厚度。儘管與 圖所不數位放射線攝影成像器400類似，不過圖12之數位 放射線攝影成像器8〇〇具有某些結構差異。採用一金屬基 碑（例如’銅箱等）來取代玻璃基板（例如，圖7之數位 120563.doc -44- 200814096 放射線攝影成像器400中所使用之基板41 8)以吸收χ射線輻 射之低能量成分。 在此具體實施例♦，基板816之金屬基板材料可具有基 板以及濾光器之作用。基板8丨6可由一材料（例如，、
Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cii、Zii、Zr、Nb、Mo、Ag、
Cd ' Sn ' Ba、W、Ta ' An、Pb、或其組合）製成。第一與 第二閃爍磷光體層802與8 18係提供於基板之相反側上。由 於閃爍磷光體層802與818偵測到的輻射影像（即，欲進行 馨減法處理之轄射影像）係彼此具有鏡像關係，所以執行減 法處理時應反轉該等輻射影像中的一或另一輻射影像。 參考圖13 ’引導X射線902穿過物體9〇4朝數位放射線攝 影成像器900(採用前_前組態），其形成一影像。數位放射 線攝影成像器900具有前面板91〇(在前螢幕組態中），其係 鄰接後面板950(在前螢幕組態中）加以定位。前面板91〇具 有第一閃爍磷光體層920、鈍化層925、第一信號感測元件 • 與讀出器件之陣列93〇、基板940、任何其他合適之層、或 其組合。後面板950具有第二閃爍磷光體層96〇、鈍化層 965、第一仏號感測元件與讀出器件之陣列、基板 , 980、任何其他合適之層、或其組合。第二閃爍磷光體層 叮/、有超過弟一閃燦磷光體層920之厚度的增加厚度。 前面板910具有基板940以吸收χ射線輻射之低能量成分。 基板940亦可具有濾光器之作用。基板940可由一材料（例 如，Α卜 Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、
Ag、Cd、Sn、Ba、w、Ta、Au、朴、或其組合）製 120563.doc -45- 200814096 成。
在數位放射線攝影成像器900中，第一閃爍磷光體層920 對穿過物體904之X射線902作出回應而產生光，該光照明 第一信號感測元件與讀出器件之陣列93〇的信號感測元件 以長:供表示一第一 X射線影像之信號。第二閃爍碟光體層 970對穿過物體904及前面板910之X射線作出回應而產生 光，該光照明第二信號感測元件與讀出器件之陣列97〇的 信號感測元件以提供表示一第二χ射線影像之信號。可將 該第一與第二X射線影像之此等信號組合以產生一複合X 射線影像。第一與第二信號感測元件與讀出器件之陣列 930與970可各採用一與圖⑺所示具有光二極體與薄膜電晶 體之配置類似的配置。 圖14顯示本發明之另一具體實施例。如圖所示，引導χ 射線1002穿過物體1004朝數位放射線攝影成像器1〇〇〇(採 用前1前組態）以形成一影像。數位放射線攝影成像器1〇〇〇 具有前面板1G1G(在前螢幕組態中）與後面板1G6G(在前榮幕 組悲中），其係藉由遽光器1050而分離，其中濾光器ι〇5〇 可為金屬材料，例如 A1、Ti、V、· Cr、Fe、c〇、Ni、Cu、 Zn、Zr、Nb、M〇、Ag、Cd、Sn、如、w、、Μ、朴、 或其組合。前面板刪具有第—閃爍料體層贈、純化 層祕、第-信號感測元件與讀出器件之陣列咖、基板 购、任何其他合適之層、或其任何組合。後面板刪具 有第二閃爍磷光體層聊、純化層㈣、第二信號感測元 件與W器件之陣列咖、基板咖、任何其他合適之 120563.doc -46- 200814096 層、或其任何組合。 第二㈣W體層_之厚度較佳大於或等於第-閃炸 磷光體層刪之厚度。前面板觸中之第一嶋光體： 1020可具有-用以吸收低能量χ射線之磷光體（例如， 入、 以上表3中列出之任何材料、或任何其他 口適之組合），而後面板1060中之第二閃爍填光體層107〇 包含一具有增強高能量X射線吸收之磷光體（例如， GIC^S、以上表3中列出之任何材料、或任何其他合適之 材料）。在本發明之一較佳具體實施例中，第二閃燦磷光 體層1070係厚得足以吸收入射於其上之大部分（若非全部 的話）χ射線。濾光器1050亦可用以進一步硬化入射於高2 磷光體螢幕（第二閃爍磷光體層1〇7〇)上之光束。 數位放射線攝影成像器i 〇〇〇之操作係與上述具體實施例 類似。在數位放射線攝影成像器1000中，第一閃爍磷光體 層1020對穿過物體1004之X射線1〇〇2作出回應而產生光， 該光照明第一信號感測元件與讀出器件之陣列1〇3〇的信號 感測元件以提供表示一第一 X射線影像之信號。第二閃爍 磷光體層1070對穿過物體1〇〇4及前面板1010之X射線作出 回應而產生光，該光照明第二信號感測元件與讀出器件之 陣列10 8 0的信號感測元件以提供表示一第二X射線影像之 信號。可將該第一與第二X射線影像之此等信號組合以產 生一複合X射線影像。在圖8至14所示單曝光雙能量數位放 射線攝影裝置之上述範例性具體實施例中亦可併入額外技 術，例如··（1)使用一由高原子序數材料（例如，Z=46 (Pd) 120563.doc -47- 200814096 至Z=79 (Au)’ 4其任何合適組合）製成之病人前濾光器來 增加低能量（前螢幕）與高能量（後螢幕）影像間之能量分 離；或（2)使用-病人後習知抗散射格栅來抑制散射及在減 法處理之前使用演算法從低與高能量影像中減去散射。 單曝光雙能量數位放射線攝影裝置（例如，以上範例性 具體實施例說明之單曝光雙能量數位放射線攝影裝置）可 具有優於先前技術裝置中所述裝置的各種優點。此等範例 性具體實施例不需要先前技術裝置所需要的X射線管電壓 之切換，可減少病人運動偏移人工因素，且具有更低χ射 線官負載以及對病人之更低X射線曝光。此外，此等範例 性具體實施例在空間解析度與信號對雜訊比方面可具有更 高偵測器性能，因此可產出更高影像品質。此類成像優點 可Ik後透過雙能量成像改善疾病之偵測與特徵化。此外， 雙此1成像在目前臨床工作流中之更好整合可提供更高操 作效率，而無需數位化膜影像（SF裝置）、掃描成像板（Cr 裝置）、及對病人之雙重曝光（雙曝光Dr裝置）。 已經特別參考本發明之特定較佳具體實施例來詳細說明 本發明’但將會明白在本發明之精神及範疇内可實施變更 及修改。 【圖式簡單說明】 本發明之前述及其他目的、特徵及優點可從附圖中顯示 之以上本發明具體實施例的更特定說明中瞭解。 圖1 A顯示一先前技術單螢幕以a-Si為主之平板成像器中 之一成像像素的斷面圖。 120563.doc -48- 200814096 ®1B顯示—先前技術單螢幕以a-Si為主之平板成像器的 方塊圖。 圖2顯示一先前技術螢幕膜裝置的斷面圖。 圖3顯不—先前技術雙螢幕CR成像裝置的概略圖。 圖4顯不依據本發明之一範例性具體實施例的一具有一 光阻斷膜之雙螢幕數位放射線攝影平板成像器之概略圖。 固♦、、、員示依據本發明之一範例性具體實施例的一具有一 光阻斷膜之雙螢幕數位放射線攝影平板成像器之概略圖。 圖6顯不依據本發明之一範例性具體實施例的一具有一 光阻斷膜之雙螢幕數位放射線攝影平板成像器之概略圖。 圖6A顯不依據本發明之一範例性具體實施例的一具有一 光P 膜之雙營幕數位放射線攝影平板成像器之概略圖。 圖7顯示依據本發明之一範例性具體實施例的一具有一 用玻璃基板及位於該基板各側上的一交越減少層之雙榮 幕數位放射線攝影平板成像器之概略圖。 圖8顯不依據本發明之一範例性具體實施例用於單曝光 雙忐ΐ成像的一具有一 X射線濾光器之雙螢幕數位放射線 攝影平板成像器之概略圖。 圖9係一曲線圖，其說明圖8所示依據本發明之一範例性 具體實施例之成像裝置之各種組件上的入射χ射線頻譜。 圖10顯不依據本發明之一範例性具體實施例用於單曝光 、雙能量成像的一具有一X射線濾光器之雙螢幕數位放射線 攝影平板成像器之概略圖。 圖11顯示依據本發明之一範例性具體實施例用於單曝光 120563.doc -49- 200814096 雙能量成像的一具有一 X射線濾光器之雙螢幕數位放射線 攝影平板成像器之概略圖。 圖11A顯示依據本發明之一範例性具體實施例用於單曝 光雙能量成像的一具有一 X射線濾光器之雙螢幕數位放射 線攝影平板成像器之概略圖。 圖12顯示依據本發明之一範例性具體實施例用於單曝光 雙能量成像的一具有一金屬基板之雙螢幕數位放射線攝影 平板成像器之概略圖。 圖13顯示依據本發明之一範例性具體實施例用於單曝光 雙能量成像的一雙螢幕數位放射線攝影平板成像器之概略 圖0 圖14顯示依據本發明之一範例性具體實施例用於單曝光 雙能量成像的一具有一 X射線濾光器之雙螢幕數位放射線 攝影平板成像器之概略圖。
圖1 5顯示一非對稱雙螢幕數位放射線攝影平板成像器之 預取樣調變傳遞函數。 圖16顯示一非對稱雙螢幕數位放射線攝影平板成像器之 4貞測量子效率。 【主要元件符號說明】 10 以a-Si為主之平板成像器 12 磷光體螢幕 14 鈍化層 16 氧化銦錫層 18 p推雜a-Si層 120563.doc 200814096 20 a-SkH 層 22 n掺雜a-Si層 24 金屬層 26 介電層 28 玻璃基板 30 X射線光子路徑 32 可見光光子路徑 40 螢幕膜裝置 42 X射線光子路徑 44 前螢幕 46 前乳液層 48 抗交越層 50 膜支撐物層 52 抗交越層 54 後乳液層 56 後螢幕 60 雙螢幕電腦化放射線攝影成像裝置 62 前螢幕 64 後螢幕 66 X射線 68 病人 70 光二極體 71 薄膜電晶體（TFT) 80 以a- S i為主之平板成像器 120563.doc -51 - 200814096 81 感测器陣列 82 閘極驅動器 83 閘極線 84 資料線 85 偏壓線 86 電荷放大器 87 多工器 88 類比至數位轉換器（ADC) 89 相關雙重取樣（CDS)電路 90 電腦 91 監視器 92 印表機 93 記憶體 94 控制邏輯 100 數位放射線攝影成像器 102 X射線 104 物體 110 前面板 120 第一閃爍磷光體層 125 鈍化層 130 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 140 基板 150 濾光器 160 後面板 120563.doc -52. 200814096
170 175 180 190 200 202 204 210 220 225 230 240 250 260 270 280 285 290 300 302 304 310 320 330 第二閃燦磷光體層 鈍化層 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 基板 數位放射線攝影成像器 X射線 物體 前面板 第一閃爍磷光體層 鈍化層 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 基板 濾光器 後面板 基板 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 鈍化層 第二閃燦磷光體層 數位放射線攝影成像器 X射線 物體 前面板 基板 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 120563.doc -53- 200814096
335 340 350 360 370 375 380 390 400 402 404 406 408 416 418 420 500 5 02 504 510 520 525 530 鈍化層 第一閃爍磷光體層 濾光器 後面板 第二閃燦磷光體層 純化層 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 基板 數位放射線攝影成像器 第一閃爍磷光體層 鈍化層 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 交越減少層 基板 第二閃燦磷光體層 數位放射線攝影成像器 X射線 物體 前面板 第一閃爍磷光體層 鈍化層 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 基板 120563.doc -54- 540 200814096 _ 550 濾光器 560 後面板 570 第二閃爍磷光體層 575 鈍化層 580 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 590 基板 600 數位放射線攝影成像器 602 X射線 604 物體 610 前面板 620 第一閃爍磷光體層 625 鈍化層 630 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 640 基板 650 濾光器 660 後面板 670 基板 680 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 685 鈍化層 690 第二閃燦磷光體層 700 數位放射線攝影成像器 702 X射線 704 物體 710 前面板 120563.doc -55- 200814096 720 730 735 740 750 760 770 775
790 800 802 8 04 806 808 816 818 900 902 904 910 920 925 930 基板 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 鈍化層 第一閃爍磷光體層 濾光器 後面板 第二閃爍磷光體層 鈍化層 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 基板 數位放射線攝影成像器 第一閃爍磷光體，層 鈍化層 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 基板 第二閃爍磷光體層 數位放射線攝影成像器 X射線 物體 前面板 第一閃爍磷光體層 鈍化層 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 120563.doc -56- 200814096 940 950 960 965 970 980 1000 1002 1004 1010 1020 1025 1030 1040 1050 1060 1070 1075 1080 1090 1100 1102 1104 基板 後面板 第二閃爍磷光體層 純化層 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 基板 數位放射線攝影成像器 X射線 物體 前面板 第一閃爍磷光體層 鈍化層 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 基板 遽光器 後面板 第二閃燦磷光體層 鈍化層 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 基板 數位放射線攝影成像器 X射線 、 物體 前面板 120563.doc -57- 1110 200814096 1120 1130 1135 1140 1150 1160 1170 1180 ⑩ 1185 1190 1200 1202 1204 1210 1220 1230
1235 1240 1250 1260 1270 1280 1285 1290 基板 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 鈍化層 第一閃爍磷光體層 濾光器 後面板 基板 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 鈍化層 第二閃燦磷光體層 數位放射線攝影成像器 X射線 物體 前面板 基板 第一信號感測元件與讀出器件之陣列 鈍化層 第一閃爍磷光體層 濾光器 後面板 基板 第二信號感測元件與讀出器件之陣列 鈍化層 第二閃爍磷光體層 120563.doc -58-
Claims (1)
- 200814096 十、申請專利範圍： 1. 一種用於獲取一物體之X射線影像的放射線攝影成像裝 置，其包含： ^ (a) —前面板，其具有： (0 —第一基板，其具有第一與第二表面； (V) —第一信號感測元件與讀出器件之陣列，其係置 放於該第一基板之該第一表面上方或該第二表面 下方； (Vi) —第一鈍化層，其係置放於該第一信號感測元件 與讀出器件之陣列上；及 (vii) —第一閃燦磷光體層，其具有一第一厚度、係置 放於該第一鈍化層之上方或下方，以及對穿過該 物體之X射線作出回應而產生光，該光照明該等 第一信號感測元件，藉以提供表示一第一 χ射線 影像之信號； (b) —後面板，其具有： (0 —第二基板，其具有第一與第二表面； (v) —第二信號感測元件與讀出器件之陣列，其係置 放於該第二基板之該第一表面上方或該第二表面 下方； (VI) 一第二鈍化層，其係置放於該第二信號感測元件 與讀出器件之陣列上；及 (vii)—第二閃爍磷光體層，其具有一第二厚度、係置 放於該第二鈍化層之上方或下方，以及對穿過該 120563.doc 200814096 物體及該前 w面板之X射硷从回應而產生光，該 ，藉以提供表示一 第二X射線影像之信號；二X射線影像之 複合X射線影像；及 第與第二閃爍磷光體層之成分與 改良偵測量子效率。 ϊ，其中該後面板係與該前面板間隔少一濾光器係置放於該前與後面板之間。 /胃求員3之裝置’其中該濾、光器係一用於減少該前與 後面板之間穿過之光數量的光阻斷膜。 5· 2明求項4之裝置，其中該光阻斷膜係一具有明膠與微 ⑽曰曰乂越減少染料以將該前面板與該後面板間之光交越 減至小於10%的親水膠體層。 月求項3之裝置’其中該濾光器係一 X射線能量過濾 器。 " 7·如凊求項6之裝置，其中該Χ射線能量過濾器係金屬或合 至’且其中該金屬或合金包括Al、Ti、V、Cr、Fe、 C〇、祀、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、Sn、Ba、 W、Ta、Au、或Pb、或其組合。 ㈢求項1之裝置’其中該第一基板係一X射線能量過渡 120563.doc 200814096 9·如請求項8之裝置，其中該X射線能量過濾器係金屬或合 金，且其中該金屬或合金包括Al、Ti、V、Cr、Fe、 Co、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、Sn、Ba、 W、Ta、Au、或Pb、或其組合。10.如請求項1之裝置，其中該第一閃爍磷光體層包括 Gd2〇2S:Tb 、Gd202S:Eu、Gd203:Eu 、La2〇2S:Tb 、 La202S、Y202S:Tb、CsIrTl、CsI:Na、CsBrrTl、 Nal:丁1、CaW04、CaW04:Tb、BaFBr:Eu、BaFChEu、 BaS〇4：Eu 、BaSrS04 、BaPbS04 、 BaAl12〇i9:Mn 、 BaMgAl10O17:Eu、Zri2Si〇4:Mn、（Zn，Cd)S:Ag、LaOBr、 LaOBriTm 、 Lu2〇2S ：Eu 、 Lu2〇2S:Tb 、 LuTa04 、 Hf02:Ti、HfGe04:Ti、YTa04、YTa04:Gd、YTa04:Nb、 Y203:Eu、YB03:Eu、YB03:Tb、或（Y，Gd)B03:Eu、或其 組合。 11.如請求項1之裝置，其中該第二閃爍磷光體層包括 Gd2〇2S:Tb 、 Gd2〇2S:Eu 、 Gd203:Eu 、 La2〇2S:Tb ^ La202S、Y202S:Tb、CsI:Tl、CsI:Na、CsBriTl、 NaI:Tl、CaW04、CaW04:Tb、BaFBr:Eu、BaFCl:Eu、 BaS〇4：Eu 、BaSrS〇4 、BaPbS〇4 、 BaAluOi^Mn 、 BaMgAl10O17:Eu、Zn2Si〇4:Mn、（Zn，Cd)S:Ag、LaOBr、 LaOBriTm 、 Lu2〇2S：Eu 、 Lu2〇2S:Tb 、 LuTa04 、 Hf02:Ti、HfGe04:Ti、YTa〇4、YTa04:Gd、YTa04:Nb、 Y203:Eu、YB03:Eu、YB03:Tb、或（Y，Gd)B03:Eu、或其 組合。 120563.doc 200814096 12·如請求項1之裝置，其中該第一閃燦磷光體層吸收低能 量成分與高能量成分X射線輻射，其中該第一閃爍磷光 體層所吸收的低能量成分X射線輻射量大於所吸收的高 月b ϊ成分χ射線輻射量，而該第二閃爍磷光體層所吸收 的南能量成分X射線輻射大於所吸收的低能量成分χ射線 幸虽射。 13·如請求項丨之裝置，其中該第二閃爍磷光體層之厚度係 大於或等於該第一閃爍磷光體層之厚度。14·如請求項1之裝置，其中該第一基板或該第二基板或兩 者均包括硼矽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、熔融形成之玻璃、 金屬、或塑膠、或其組合。 15. 一種用於獲取一 置，其包含·· 物體之X射線影像的_線攝影成像裝 (a) —第一閃爍磷光體層，其具有一第一厚度，對穿、 該物體之X射線作出回應而產生光； 牙過(b) -第-純化廣’其係置放於該第一閃燦碟光體層下 方， (c) 一弟一馆號感測元件與讀出器件之陣列，t ^ 於該第一鈍化層下方’接收來自該第—閃燦磷：：：玫 照明，其中該等第一信號感測元件提供表示一――層之 線影像之信號； 〜7F第—X射 (d) —第一交越減少層，其係置放於該 元 件與讀出器件之陣列下方； §號感測 ⑷-基板’其係置放於該第一交越減少層下方. 120563.doc 200814096 (f) n越減少層，其係置放於該基板下方； (g) -第二信號感料件與讀出器件之陣列，其係置放 於該第二交越減少層下方，· ()第#<化層，其係置放於該第二信號感測元件與 讀出器件之陣列下方； ❿ ⑴-第二問爍磷光體層’其係置放於該第二鈍化層下 方’具有—第二厚度，對穿過該物體及該第二閃爍麟光 體層上面之所有層的X射線作出回應而產生光，該光照 明該等第二信號感測元件’藉以提供表示一第二X射線 影像之信號； ⑴、、且口構件’其係用於組合該第—與第二⑽線影像 之該等信號以產生-複合x射線影像；及 (k)相對於彼此選擇該第—與第二閃爍填光體層之成分 與厚度以提供一改良偵測量子效率。 如明求項15之裝置’其進_步具有一置放於該第一信號 感測元件與讀出器件之睁列下方、置放於該基板下方、 或置放於該第二交越減少層下方、或其組合的介電層。 1' :请求項15之裝置’其中該第—與第二交越減少層係具 令月膠與微結晶父越減少染料以將該第—閃爍填光體層 與該第二閃爍磷夯體厣Μ 曰^之光交越減至小於10❹/。的親水 膠體層。 18·如請求項15之奘罟，甘山 之裝置其中該第一閃爍磷光體層包括 Gd202S:Tb > Gd〇O^S-Fn ^cl202S.Eu > Gd203:Eu ^ La202S:Tb ^ La2〇2S、Y2〇2S:Tb、CsI:ti、以此、_』、 120563.doc 200814096 NaI:Tl、CaWO、、CaW〇4:Tb、BaFBr:Eu、BaFCl:Eu、 BaS04:Eu、BaSrS〇4、BaPbS〇4、BaAl12019:Mn、 BaMgAl10O17:Eu、Zn2Si〇4:Mn、（Zn，Cd)S:Ag、LaOBr、 LaOBr:Tm 、 Lu2〇2S:Eu 、 Lu2〇2S:Tb 、 LuTa04 、 Hf02:Ti、HfGe04:Ti、YTa04、YTa04:Gd、YTa04:Nb、 Y203:Eu、YB03:Eu、YBOr.Tb、或（Y，Gd)B03:Eu、或其 組合。19.如請求項15之裝置，其中該第二閃爍磷光體層包括 Gd202S:Tb 、Gd202S:Eu、Gd203:Eu 、La202S:Tb 、 La202S、Y202S:Tb、CsI:Tl、CsI:Na、CsBrTl、 NaI:Tl、CaW04、CaW04:Tb、BaFBr:Eu、BaFCl:Eu、 BaS04:Eu 、BaSrS〇4 、BaPbS〇4 、 BaAluOi^Mn 、 BaMgAl10O17:Eu、Zn2Si〇4:Mn、（Zn，Cd)S:Ag、LaOBr、 LaOBr:Tm 、 Lu2〇2S:Eu 、 Lu202S:Tb 、 LuTa04 、 Hf02:Ti、HfGe04:Ti、YTa04、YTa04:Gd、YTa04:Nb、 Y203:Eu、ΥΒ03··Ειι、YB03:Tb、或（Y，Gd)B03:Eu、或其 組合。 20. 如請求項15之裝置，其中該第二閃燦磷光體層之厚度係 大於或等於該第一閃燦磷光體層之厚度。 21. 如請求項15之裝置，其中該基板包括硼矽玻璃、鋁矽酸 鹽玻璃、熔融形成之玻璃、或能夠透射光之塑膠、或其 組合。 22.如請求項15之裝置，其中該第一閃爍磷光體層吸收低能 量成分與高能量成分X射線輻射，其中該第一閃爍磷光 120563.doc 200814096 體層所吸收的低能量成分X射線輻射量大於所吸收的高 能量成分X射線輻射量，而該第二閃爍磷光體層所吸收 的高能量成分X射線輻射大於所吸收的低能量成分X射線 輻射。 23·如請求項15之裝置，其中該基板係金屬或合金，且其中 該金屬或合金包括A卜Ti、V、Cr、Fe、Co、Ni、Cu、 Zn、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、Sn、Ba、W、Ta、An、或 Pb、或其組合。 120563.doc
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