专利名称：用于光子探测器的组合的asg、阴极和载体的制作方法
用于光子探测器的组合的ASG、阴极和载体本申请涉及一种χ射线光子探测器。更具体而言，本申请涉及用于边缘(edge-on) 光子计数探测器的组合的抗散射栅格(“ASG”)、阴极和载体，边缘光子计数探测器在谱计 算机断层摄影(CT)成像中特别有用。本申请还可以应用于其他探测器应用。谱CT成像系统通常需要具有高计数率能力的光子计数探测器。光子计数探测器 常常包括阴极、包含与读出电子器件电连接的结构化的阳极的基底，以及阴极和阳极之间 的转换器。入射X射线光子与转换器相互作用以生成电子云。阴极和阳极之间的电场将 电子云向阳极加速。通过连接到阳极的电子器件探测并计数电子云的相关脉冲。该脉冲 高度允许探测光子的能量。光子探测器的最大计数率取决于系统的若干性质，诸如电子 的平均漂移长度、阴极和阳极之间的距离以及转换器的厚度。阴极和阳极之间的距离应 当被最小化，并且转换器应当足够厚以充分阻止光子。在2007年11月12日提交的题为 “Radiation Detector with Multiple Electrodes on a SensitiveLayer^ 的 PCT 申请 PCT/IB 2007/054577中描述了这种包括边缘几何结构的光子计数探测器，在此通过引用将 其并入。本申请涉及用于在谱CT成像中使用的边缘光子计数探测器的阴极，其提供了若 干优点，诸如例如作为ASG和作为用于探测器部件的载体。本领域的普通技术人员在阅读 和理解以下详细描述后，将认识到本发明的进一步优点。本发明可以具体化为不同的部件 和部件布置，以及具体化为不同的步骤和步骤安排。附图仅仅是用于图示说明优选实施例， 并且不应当解释为是对本发明的限制。
图1是包括根据本发明的实施例的边缘几何结构的光子计数探测器的透视视图， 其中，阴极作为ASG和用于光子计数探测器的其他模块的载体；以及图2是图1的光子计数探测器的截面视图。参考图1和图2，在示例性实施例中，根据本发明的实施例示出了光子探测器10。 光子探测器10包括阴极12、具有结构化的阳极28的基底16以及转换器材料20。光子探 测器10的阴极12包括向外延伸的板14，或薄片，和基板26。向外延伸的板14被设计成大 体与入射χ射线光子90对齐。每个板14包括近端22和远端24。在该实施例中示出了在入射χ射线光子90方向在光子探测器10的基底16和转 换器材料20上方延伸的向外延伸的板14的远端24。板14的远端24可以在光子探测器 10的基底16和转换器材料20上方延伸距离D，诸如例如25mm。这样，阴极12的板14作为 用于光子探测器10的一维ASG。尽管未示出，对于本领域的技术人员而言显而易见的是，板 14可以以与图1和图2中所示的那些角度不同的角度定位，以形成用于光子探测器的焦斑 居中的ASG。如图1和图2所示，板14的近端22在光子探测器10的基底16和转换器材料20 的下方延伸并附接到阴极12的基板26上。板14的近端可以通过本领域中已知的任何合 适的方法附接到基板26上，诸如例如利用粘合剂、螺栓或其他类似扣件。此外，板14和基板 26可以是整体结构。尽管在图1和图2中以相对基板26的直角示出了向外延伸的板14， 对于本领域的技术人员而言显而易见的是，该板可以相对于基板以各种角度设置。在其他探测器部件下方将板14固定到基板26提供了光子探测器10的机械稳定性。阴极12可以包括一个或多个向外延伸的板14和一个或多个基板26。板14和基 板26可以是本领域中已知的各种合适的形状和尺寸，诸如例如各种厚度或非矩形。此外， 基板26可以是直的或弓形的。阴极12的向外延伸的板14和基板26可以包括具有低电阻的任何合适的材料 (即，电导性材料)并且能够机械地支撑光子探测器10部件。此外，板14可以包括具有对 χ线的高衰减或高χ射线吸收性质的任何合适的材料。例如，板14可以包括不同金属和/ 或金属合金的混合物，诸如例如钨和铅。如图1和图2所示，光子探测器10的转换器材料20被附接到阴极12的向外延伸 的板14的至少一侧。可以通过本领域中已知的任何合适的方法将转换器材料20附接到板 14上，诸如例如利用粘合剂，其将提供板和转换器材料之间的机械连接。此外，转换器材料 20可以包括能够与入射χ射线光子90相互作用的合适的半导体材料，诸如例如碲锌化镉 (“CZT”)或碲化镉，以生成电子云。在实施例中示出了在阴极12的向外延伸的板14的对侧被附接到转换器材料20 上的基底16。可以通过本领域中已知的任何合适的方法将基底16附接到转换器材料20 上，其将提供与阳极28的良好的机械连接和电连接。这样，在阴极12的板14和基底16之 间嵌入转换器材料20。基底16包括结构化的阳极28和与读出电子器件的电连接(未示 出)。如图2所示，为了图示说明，放大了图2中所示的阳极28的厚度。因此，通过转换器 材料20和入射χ射线光子90之间的相互作用产生的电子云将向基底16中的结构化的阳 极28移动。通过被连接到阳极28的电子器件探测并计数电子云的相关脉冲。如图1和图2所示，阴极12作为用于光子探测器10部件或模块的载体。换言之， 阴极12的至少一个基板26支撑阴极的一个或多个向外延伸的板14。这些板14继而支撑 光子探测器10的转换器材料20和基底16。这样，阴极12作为用于光子探测器10的部件 或模块的载体。如图2所示，阴极12的向外延伸的板14还通过吸收入射散射的或成角度的χ射 线92而作为ASG。这样，阻止这些散射的或成角度的χ射线92与转换器材料20相互作用。 事实上，仅仅大体上垂直的入射χ射线光子90与光子计数探测器10的转换器材料10相互 作用以生成电子云。因为转换器材料20被附接到阴极12的平面板14上，该板在同一平面 上(即，共平面)与转换器材料对准。这样，在该系统中在板14和转换器材料20之间的任 何调整都是固有的(inherent)。此外，组合阴极12和ASG提供了比具有分立ASG的光子探 测器更为结构稳定的系统，分立的ASG必须独立地与探测器部件对准。已经参考优选实施例描述了本发明。他人在阅读和理解前述详细说明后，可以做 出修改和变型。其意图是将本发明解释为包括所附权利要求范围和与其相当的范围内的所 有这种修改和变型。
权利要求
1.一种用于成像装置的光子探测器(10)，包括阴极(12)，其包括至少一个向外延伸的板(14)和至少一个基板(26)；转换器材料(20)，其被附接到所述至少一个向外延伸的板(14)的至少一侧；以及基底(16)，其包括至少一个阳极(28)并被附接到所述转换器材料(20)。
2.如权利要求1所述的光子探测器(10)，其中，所述至少一个向外延伸的板(14)的远 端(24)在朝向入射光子(90)的方向在所述转换器材料(20)上方延伸。
3.如前述权利要求中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述基底(16)在所述至 少一个向外延伸的板(14)的对侧被附接到所述转换器材料(20)。
4.如前述权利要求中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述至少一个向外延伸 的板(14)包括对χ射线具有高衰减的材料并作为所述光子探测器(10)的抗散射栅格。
5.如前述权利要求中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述至少一个向外延伸 的板(14)包括具有低电阻的材料。
6.如前述权利要求中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述至少一个向外延伸 的板(14)被附接到所述至少一个基板(26)。
7.如权利要求1至5中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述至少一个向外延 伸的板(14)和所述至少一个基板(26)是整体结构。
8.如前述权利要求中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述至少一个向外延伸 的板(14)被相对于所述至少一个基板(26)大体上为直角设置。
9.如前述权利要求中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述阴极(12)支撑所述 转换器材料(20)和所述基底(16)，使得所述阴极(12)作为所述光子探测器(10)的载体。
10.如前述权利要求中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述转换器材料(20) 包括与所述入射光子(90)相互作用以生成电子云的半导体材料。
11.如前述权利要求中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述转换器材料(20) 包括碲锌化镉。
12.如权利要求1至10中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述转换器材料 (20)包括碲化镉。
13.如前述权利要求中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述转换器材料(20) 利用粘合剂被附接到所述至少一个向外延伸的板(14)。
14.一种用于成像装置的光子探测器(10)，包括阴极(12)，其包括从基板(26)到远部(24)向外延伸的一个或多个板(14)；基底(16)，其包括至少一个阳极(28)，其中，在所述阴极(12)和所述至少一个阳极 (28)之间生成电场；转换器材料(20)，其被设置在所述阴极(12)和所述至少一个阳极(28)之间的所述电 场中；以及其中，所述一个或多个板(14)的所述远部(24)在所述转换器材料(20)上方在朝向入 射光子(90)的方向延伸以吸收散射的光子(92)。
15.如权利要求14所述的光子探测器(10)，其中，所述一个或多个板(14)包括对χ射 线具有高衰减的材料并作为所述光子探测器(10)的抗散射栅格。
16.如权利要求14和15中的任一项所述的光子探测器(10)，其中，所述一个或多个板(14)支撑所述光子探测器(10)的其他部件，使得所述阴极(12)作为所述光子探测器(10) 的所述其他部件的载体。
17. 一种在光子探测器中对入射光子(90)进行计数的方法，包括以下步骤 在所述光子探测器中使用转换器材料(20)以收集所述入射光子(90)的能量并生成与 所述入射光子(90)的所述能量对应的电子云；在所述光子探测器的阴极(12)和阳极(28)之间生成电场，其中，所述转换器材料(20) 被设置在所述阴极(12)和所述阳极(28)之间的所述电场中，使得所述电子云向所述阳极 (28)移动以生成与所述入射光子(90)的所述能量对应的电信号；将所述阳极(28)电连接到读出电子器件以分析由所述电子云产生的所述电信号；以及其中，所述阴极(12)包括至少一个板(14)，所述至少一个板(14)在朝向所述入射光子 (90)的方向向外延伸到在所述转换器材料(20)上方的远部(24)，以吸收散射的光子(92)。
全文摘要
本发明涉及用于在谱CT成像中使用的光子探测器的组合的抗散射栅格、阴极和载体。本发明的所述光子探测器可以包括具有至少一个向外延伸的板和至少一个基板的阴极、具有至少一个阳极的基底和诸如例如碲锌化镉(“CZT”)或碲化镉的转换器材料。所述阴极的至少一个向外延伸的板可以在其他部件上方延伸以作为用于所述探测器的抗散射栅格。此外，所述阴极的至少一个向外延伸的板可以在其他探测器部件下方延伸，并被固定到所述探测器的至少一个基板上。所述转换器材料可以被附接到所述阴极的所述至少一个向外延伸的板的至少一侧。
文档编号G01T1/29GK102112893SQ200980129866
公开日2011年6月29日 申请日期2009年7月22日 优先权日2008年8月7日
发明者R·普罗克绍 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司