用于X射线成像的硅检测器组件

摘要

基于多个半导体检测器模块（A）的用于X射线成像的硅检测器，这些模块配置在一起以形成一个整体探测器区域，每个半导体检测器模块包括边缘上导向入射X射线的晶体硅的X射线传感器，通过光电效应和通过康普顿散射连接到在所述X射线传感器内用于X射线交互作用的配准的集成电路，对于在40keV至250keV的X射线能量范围，从这些交互作用中提供空间和能量信息，以使得能对所述对象成像，其中，反散射模块（B）被交错折叠在所述半导体检测器模块的至少一个子组之间，以便至少部分地吸收康普顿散射的X射线。

主权项

一种用于对象的X射线成像的光子计数硅检测器，其特征在于：所述检测器是基于多个半导体检测器模块，这些模块配置在一起以形成一个整体探测器区域，每个半导体检测器模块包括边缘上导向入射X射线的晶体硅的X射线传感器，并且连接到在所述X射线传感器内用于X射线交互作用的配准的集成电路，所述集成电路被配置为配准在所述X射线传感器内对于在40 keV 至 250 keV的X射线能量范围通过光电效应和通过康普顿散射发生交互作用的X射线，从这些交互作用中提供空间和能量信息，以使得能对所述对象成像，其中，在所述X射线传感器内用于X射线交互作用的配准的所述集成电路是适合于测量来自每束X射线的信号并估算每束X射线的积累能量，且在所述X射线传感器内用于X射线交互作用的配准的所述集成电路是适合于同时使用来自在所述传感器内康普顿散射的X射线的信息和通过光电效应起作用的X射线的信息，并适合于采用能量信息来分离来自在所述传感器内康普顿散射的X射线的电子噪声和来自通过光电效应作用起作用的X射线的电子噪声，其中，反散射模块被交错折叠在所述半导体检测器模块的至少一个子组之间，以便至少部分地吸收康普顿散射的X射线。 2．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：所述反散射模块是被配置为从所述对象至少部分地吸收康普顿散射的X射线，并至少部分地阻止康普顿散射的X射线从一个半导体检测器模块到达另一个半导体检测器模块。3．根据权利要求1或2所述的硅检测器，其特征在于：每个所述的反散射模块包括由平均原子序数超过25且厚度低于200 μm的元素成分制成的薄片，以阻止大部分康普顿散射的X射线从一个半导体检测器模块到达另一个半导体检测器模块。4．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：所述反散射模块是被交错折叠在以下模块之间：每个检测器模块之间，每个第二检测器模块之间，每个第三检测器模块之间，或者任意数量的检测器模块之间；每个交错折叠的薄片是少于10，取决于想要的对于噪声水平的信号。5．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：所述集成电路是被构造为使得每束X射线的能量能基于在相应的X射线检测器的积累能量和X射线的交互作用的深度的合并的信息而被推导。6．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：每个所述的半导体检测器模块是被实施为多芯片模块（MCM），且所述集成电路包括至少两个集成电路块，这些集成电路块是以倒装芯片方式安装的。7．根据权利要求6所述的硅检测器，其特征在于：所述集成电路块被配置为处理从每束X射线产生的电荷，以将该电荷转变为数字数据，而所述集成电路是被配置为用于连接到图像处理电路，以用于重建所述对象的所述图像。 8．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：所述X射线传感器是被分为在与深度方向成直角的方向上的多个像素，假设X射线穿过所述X射线传感器的边缘而射入。9．根据权利要求1或8所述的硅检测器，其特征在于：所述半导体检测器模块是再被划分为至少两个深度片段，以使它可被用于处理高光子数的入射X射线。10．根据权利要求9所述的硅检测器，其特征在于：所述深度片段的长度是精选的以致与其他片段相比，在该深度片段内计数最大X射线的计数率是低于因数10，比该深度片段计数X射线光子的中间数更高。11．根据权利要求9所述的硅检测器，其特征在于：所述深度片段的长度是精选的以致与其他片段相比，在该深度片段内计数最小X射线的计数率是低于因数10，比该深度片段计数X射线光子的中间数更低。12．根据权利要求9所述的硅检测器，其特征在于：每个所述的深度片段是连接到用于测量对于每束X射线相互作用的能量积累的装置。13．根据权利要求9所述的硅检测器，其特征在于：数据处理电路是被配置用于对任何入射X射线计算改进的能量评估，基于由集成电路所测量的能量的结合，该集成电路带有信息，深度片段在该信息中发生交互作用。14．根据权利要求9所述的硅检测器，其特征在于：所述配准的集成电路是被配置用于将在几个深度片段内的事件总计在一起，以获得全面的像素数据。15．根据权利要求9所述的硅检测器，其特征在于：所述配准的集成电路是被配置用于比较在上面的深度片段与在下面的深度片段的计数率，获得对于任意X射线能量的期待比率，并采用该结果来校正对准误差。16．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：所述半导体检测器模块是被配置在一定数量的层中，层数是等于或大于2。 17．根据权利要求16所述的硅检测器，其特征在于：所述层是被配置为获得在X射线的入射方向上的分层的硅检测器。18．根据权利要求16或17所述的硅检测器，其特征在于：第一组所述的检测器模块是被配置在上面的层，而第二组所述的检测器模块是被配置在下面的层。19．根据权利要求16或17所述的硅检测器，其特征在于：所述层的一层内的检测器模块是与所述层的另一层内的检测器模块交错的，以能够得到有效的主动检测器区域。20．根据权利要求19所述的硅检测器，其特征在于：所述层的一层内的检测器模块是被配置为在与X射线入射方向成直角的方向上有预定的偏移，相对于所述层的另一层内的检测器模块。 21．根据权利要求19所述的硅检测器，其特征在于：个别层内的检测器模块是被配置为在相互之间有间距，以允许热膨胀和冷却和电连接。22．根据权利要求21所述的硅检测器，其特征在于：所述半导体检测器模块是被配置在机械框架内，其中每个半导体检测器模块包括：传感器，被配置用于往回指向预期的X射线源；以及精确对准装置，在每个半导体检测器模块的所述机械框架内提供，以支持和精确定位每个半导体检测器模块，使得对于入射的X射线能激活最大几何覆盖面的主动检测器面积。23．根据权利要求22所述的硅检测器，其特征在于：所述半导体检测器模块是相对于由相应的支持装置所支持的精确对准装置来紧固的。24．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：所述半导体检测器模块是被配置为以这样的方式联接防护材料，以致所述集成电路被防护而免受入射的X射线的照射。25．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：所述反散射模块是被交错折叠在至少一个所述的半导体检测器模块的子组之间，以防护所述集成电路使其避免受到所述硅检测器中的散射的X射线的照射。26．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：所述半导体检测器模块是被配置为这样的方式，以致允许在与入射的X射线成直角的两个方向上以最小死面积铺设检测器模块。27．根据权利要求1所述的硅检测器，其特征在于：所述硅检测器是被配置用于相对于对象来扫描，所述半导体检测器模块是被配置为这样的方式，以致它们是通过在与所述硅检测器的扫描方向成直角的方向上的像素尺寸的已知片段而互相偏移的。