專利名稱：具有改進(jìn)的空間采樣的雙屏射線照相檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字射線照相檢測器。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有兩個(gè)閃爍屏和改進(jìn)的空間采樣的數(shù)字射線照相檢測器。
背景技術(shù)：
數(shù)字射線照相成像設(shè)備正越來越多地被使用于醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用中。傳統(tǒng)的射線照相成像設(shè)備通常包括形成在基底上的像素陣列。每個(gè)像素包括光敏元件和讀取元件。傳統(tǒng)的已知光敏元件包括p-n結(jié)光電二極管、金屬-絕緣體-半導(dǎo)體(MIQ光電容器、以及針扎 (PIN型)光電二極管，等等。當(dāng)前最常使用的讀取元件是薄膜晶體管(TFT)，盡管其他的讀取元件也可以被使用。在使用中，光敏元件將入射光轉(zhuǎn)化成電信號，并且由讀取元件讀取該電信號。用于每個(gè)像素的電信號被讀取，并且這些信號被用來通過陣列再生圖像。例如，利用適當(dāng)?shù)奶幚?，電信號能夠被顯示在顯示器或視頻監(jiān)視器上，以顯示曝光的圖像。數(shù)字輻射檢測器通常與X射線圖像源一起使用。具體地，諸如人或無生命物體的待成像物體被布置在X射線圖像源和射線照相成像設(shè)備之間，并且要成像的物體被X射線被曝光。X射線穿過物體，并且在從物體中出現(xiàn)時(shí)被射線照相成像設(shè)備檢測到。X射線可以被檢測到，或者可以被閃爍器首先轉(zhuǎn)換成可見光。當(dāng)提供閃爍屏?xí)r，其通常被設(shè)置在物體和光敏元件之間，以將X射線轉(zhuǎn)化為可見光譜內(nèi)的光，用于通過光敏元件轉(zhuǎn)化為電信號。通常，使用閃爍熒光屏來吸收X射線并產(chǎn)生光的醫(yī)療X射線檢測器由于熒光屏中的側(cè)向光擴(kuò)散而遭受空間分辨率損失。為了減少側(cè)向光擴(kuò)散并保持可接受的空間分辨率， 熒光屏必須被制造得足夠薄。成像裝置的空間分辨率和X射線檢測能力通常分別由調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)和X射線吸收效率表征。薄的熒光屏以減少X射線吸收為代價(jià)產(chǎn)生更好的MTF。通常，熒光屏的涂覆密度和厚度被使用在空間分辨率和X射線吸收效率之間的設(shè)計(jì)權(quán)衡中。例如，Lanex細(xì)屏和Lanex快回屏是由festman Kodak公司制造的兩種典型的商用屏，都由Gd2O2S(Tb)熒光劑制成。Lanex快回屏較厚，并且更高效地吸收X射線，但是其具有比Lanex細(xì)屏更低的分辨率。另一方面，Lanex細(xì)屏比Lanex快回屏薄，吸收X射線較為低效，但是具有較高的分辨率。Lanex細(xì)屏和Lanex快回屏的涂覆密度分別是3%ig/cm2 和13;3mg/cm2。Lanex細(xì)屏和Lanex快回屏分別具有對％和63%的X射線吸收效率(對于 80kVp，具有鎢目標(biāo)，2. 5-mm Al固有過濾，并被0. 5-mmCu過濾)和5c/mm下的0. 26和0. 04 的MTF值。通常，X射線閃爍器的信噪比(SNR)隨著閃爍器的X射線吸收效率增加而增加。 X射線閃爍器的MTF還可以通過MTF等于50%時(shí)的空間頻率(f1/2)來評價(jià)。隨著該空間頻率(f1/2)值增加，閃爍器的MTF也增加。對于上述示例，f1/2的值對于Lanex細(xì)屏為2. 6c/ mm，對于Lanex快回屏為1. 0c/mmo為了改進(jìn)X射線吸收并保持空間分辨率，雙屏結(jié)合雙感光乳劑薄膜的使用已經(jīng)結(jié)合在傳統(tǒng)的絲網(wǎng)薄膜(screen film, SF)射線照相裝置中。類似地，雙屏技術(shù)同樣已經(jīng)被使用在計(jì)算射線照相(CR)中，以改進(jìn)X射線吸收效率。在數(shù)字CR裝置中，使用存儲熒光屏來代替SF裝置中使用的即時(shí)發(fā)光熒光屏。無需薄膜。在X射線曝光后，存儲熒光屏存儲呈捕集的電荷的形式的潛在圖像，該圖像隨后被讀取，一般是由掃描激光束讀取，以產(chǎn)生數(shù)字射線照相圖像。公知為雙能量減影成像(dual energy subtraction imaging)的另一種成像技術(shù)已經(jīng)被用來減少解剖背景對胸部射線照相和血管照相中的疾病檢測的影響。該方法基于骨骼和軟組織的不同能量依賴吸收特性。通常，產(chǎn)生兩個(gè)原始圖像。一個(gè)是低能量高對比度圖像，而另一個(gè)是高能量低對比度圖像。通過采用這兩個(gè)圖像的非線性組合，能夠獲得清晰的的骨骼圖像和軟組織圖像。這種成像技術(shù)將利用圖像提高病理學(xué)的診斷和解剖學(xué)的描繪。雙能量減影成像方法具有兩種通常的方式雙曝光技術(shù)和單曝光技術(shù)。在雙曝光技術(shù)中，通過在兩個(gè)不同的X射線管電壓設(shè)定下進(jìn)行兩次曝光從檢測器獲得兩個(gè)不同的圖像。由于病人的雙曝光必須被執(zhí)行，并且X射線管電壓的切換必須耗費(fèi)有限的時(shí)間，所以雙曝光技術(shù)將對病人運(yùn)動(dòng)假象以及對兩個(gè)圖像之間的不配準(zhǔn)敏感。在能量濾光器被夾設(shè)在兩個(gè)檢測器之間以使低能量分量衰減的單曝光技術(shù)中，通過僅僅進(jìn)行病人的一次曝光，同時(shí)獲得了兩個(gè)不同的圖像。單曝光技術(shù)具有減少病人運(yùn)動(dòng)不配準(zhǔn)假象和減少X射線用量的優(yōu)點(diǎn)。雙能量減影成像已經(jīng)利用單曝光或雙曝光技術(shù)在絲網(wǎng)薄膜和計(jì)算射線照相裝置兩者中執(zhí)行。盡管數(shù)字射線照相已經(jīng)將X射線成像帶入到數(shù)字時(shí)代，并且已經(jīng)在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了若干改進(jìn)，但是該技術(shù)仍沒有達(dá)到最理想。例如，通過增加每個(gè)像素的輸出的信噪比，能夠獲得成像物體的更好表示。還能夠通過增大空間頻率和調(diào)制傳遞函數(shù)來獲得更好的圖像。 然而，如成像設(shè)計(jì)者和制造商將意識到的，這些增加成像檢測器的功效的因素通常彼此矛盾，也就是說，采取提高信噪比的步驟通常導(dǎo)致較差的空間頻率或調(diào)制傳遞函數(shù)。因此，在本領(lǐng)域存在對改進(jìn)的成像裝置的需要。具體地，在本領(lǐng)域存在對具有改進(jìn)的信噪比、空間頻率、和/或調(diào)制傳遞函數(shù)特性的射線照相成像裝置的需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例通過提供一種改進(jìn)的射線照相成像裝置解決了本領(lǐng)域的上述需要，該射線照相成像裝置具有第一閃爍器、第二閃爍器、多個(gè)第一光敏元件以及多個(gè)第二光敏元件。第一閃爍器具有第一閃爍器屬性，并且第二閃爍器具有不同于第一閃爍器屬性的第二閃爍器屬性。所述多個(gè)第一光敏元件接收來自第一閃爍器的光，并且具有選擇為與第一閃爍器屬性配合的第一光敏元件特性。所述多個(gè)第二光敏元件被設(shè)置成接收來自第二閃爍器的光，并且具有第二光敏元件特性，第二光敏元件特性不同于第一光敏元件特性并且選擇為與第二閃爍器屬性配合。在另一方面，本發(fā)明提供一種具有多個(gè)第一像素、第一閃爍器、多個(gè)第二像素、以及第二閃爍器的射線照相成像裝置。第一像素中的每一個(gè)包括具有第一光敏元件特性的第一光敏元件和第一讀取元件。第一閃爍器被布置在所述多個(gè)第一光敏元件附近，并且第一像素的第一光敏元件主要對第一閃爍器敏感。所述多個(gè)第二像素中的每一個(gè)包括第二光敏元件和第二讀取元件，第二光敏元件具有不同于第一光敏元件特性的第二光敏元件特性。 第二閃爍器被布置在所述多個(gè)第二像素附近，并且第二像素的第二光敏元件主要對第二閃爍器敏感。第一和第二光敏元件特性包括光敏元件面積、光敏元件間距、光敏元件靈敏度、和/或光敏元件的總數(shù)中的至少一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)目的，公開以下技術(shù)方案1. 一種射線照相成像裝置，包括第一閃爍器，所述第一閃爍器設(shè)置在基底的第一側(cè)上并且具有第一閃爍器屬性；第二閃爍器，所述第二閃爍器設(shè)置在與所述第一側(cè)相反的所述基底的第二側(cè)上， 并且具有不同于所述第一閃爍器屬性的第二閃爍器屬性；多個(gè)第一光敏元件，所述多個(gè)第一光敏元件接收來自所述第一閃爍器的光，并且具有選擇為與所述第一閃爍器屬性配合的第一光敏元件特性；以及多個(gè)第二光敏元件，所述多個(gè)第二光敏元件設(shè)置成接收來自所述第二閃爍器的光，并且具有第二光敏元件特性，所述第二光敏元件特性不同于所述第一光敏元件特性并且選擇為與所述第二閃爍器屬性配合。2.如第1技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一閃爍器屬性和所述第二閃爍器屬性包括閃爍器厚度、閃爍器構(gòu)成、閃爍器分辨率以及閃爍器MTF中的至少一個(gè)。3.如第1技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一光敏元件特性和所述第二光敏元件特性包括光敏元件間距、光敏元件面積、光敏元件靈敏度以及光敏元件密度中的至少一個(gè)。4.如第3技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一光敏元件的面積或間距比所述第二光敏元件的面積或間距小。5.如第4技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一光敏元件的數(shù)量比所述第二光敏元件的數(shù)量大。6.如第4技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一閃爍器的分辨率比所述第二閃爍器的分辨率低。7.如第6技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第二閃爍器對X射線的靈敏度比所述第一閃爍器對X射線的靈敏度高，并且其中所述第一光敏元件的面積比所述第二光敏元件的面積小。8.如第1技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一光敏元件和所述第二光敏元件設(shè)置在所述基底的同一側(cè)上或相反側(cè)上。9.如第1技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一光敏元件相對更靠近所述第一閃爍器設(shè)置，并且所述第二光敏元件相對更靠近所述第二閃爍器設(shè)置。10.如第1技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述多個(gè)第一光敏元件的表面積的總和不同于所述多個(gè)第二光敏元件的表面積的總和。11.如第1技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一閃爍器具有比所述第二閃爍器高的分辨率，所述第一光敏元件具有比所述第二光敏元件高的空間采樣頻率，所述第二閃爍器具有比所述第一閃爍器高的靈敏度，并且所述第二光敏元件具有比所述第一光敏元件高的靈敏度。12.如第1技術(shù)方案所述的裝置，還包括光阻擋層，所述光阻擋層設(shè)置在所述多個(gè)第一光敏元件中的每一個(gè)和所述第二閃爍器之間和/或所述多個(gè)第二光敏元件中的每一個(gè)和所述第一閃爍器之間。13.如第1技術(shù)方案所述的裝置，其中
a.所述第一屏包括第一熒光材料，所述第一熒光材料包括具有第一原子數(shù)的元素，b.所述第二屏包括第二熒光材料，所述第二熒光材料包括具有第二原子數(shù)的元素，并且c.所述第一原子數(shù)超過所述第二原子數(shù)，使得所述第一熒光材料吸收X射線輻射的較高能量分量。14.如第1技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一光敏元件和所述第二光敏元件以陣列設(shè)置，并且其中所述第一光敏元件和所述第二光敏元件具有不同的間距。15. —種射線照相成像裝置，包括多個(gè)第一像素，每個(gè)所述第一像素包括(i)具有第一光敏元件特性的第一光敏元件，和(ii)第一讀取元件；靠近所述多個(gè)第一光敏元件的第一閃爍器，所述第一光敏元件主要對所述第一閃爍器敏感；多個(gè)第二像素，每個(gè)所述第二像素包括(i)具有第二光敏元件特性的第二光敏元件，所述第二光敏元件特性不同于所述第一光敏元件特性，和(ii)第二讀取元件；靠近所述多個(gè)第二像素的第二閃爍器，所述第二光敏元件主要對所述第二閃爍器敏感；并且其中，所述第一光敏元件特性和所述第二光敏元件特性包括光敏元件面積、光敏元件間距、光敏元件靈敏度以及光敏元件總數(shù)中的至少一個(gè)。16.如第15技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一光敏元件特性基于所述第一閃爍器的第一屬性而選擇，并且所述第二光敏元件特性基于所述第二閃爍器的第二屬性而選擇，并且其中所述第一閃爍器和所述第二閃爍器具有不同的構(gòu)成和不同的厚度中的至少一個(gè)。17.如第15技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一閃爍器比所述第二閃爍器薄，并且所述第一光敏元件具有比所述第二光敏元件短的間距，并且其中所述第二光敏元件具有比所述第一光敏元件大的面積。18.如第15技術(shù)方案所述的裝置，還包括設(shè)置在所述基底與所述第一光敏元件之間和/或所述基底與所述第二光敏元件之間的濾光器。19.如第15技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一光敏元件設(shè)置在第一平面內(nèi)，并且所述第二光敏元件設(shè)置在所述第一平面內(nèi)或不同于所述第一平面的第二平面內(nèi)。20.如第19技術(shù)方案所述的裝置，其中，所述第一讀取元件和所述第二讀取元件中的至少一個(gè)設(shè)置在所述第一平面內(nèi)或所述第二平面內(nèi)，或者其中所述第一讀取元件和所述第二讀取元件設(shè)置在不同于所述第一平面的一個(gè)或多個(gè)平面內(nèi)。21.如第15技術(shù)方案所述的裝置，進(jìn)一步包括設(shè)置在第一和第二閃爍器之間的基底，其中，所述第一光敏元件被設(shè)置在所述基底的第一側(cè)上，并且所述第二光敏元件、第一讀取元件和第二讀取元件被設(shè)置在所述基底的第二、相反側(cè)，穿過所述基底形成有將所述第一光敏元件連接到其相應(yīng)的第一讀取元件的電連接。22. 一種操作用于捕捉物體的多個(gè)X射線圖像的射線照相成像裝置的方法，包括提供用于第一檢測器的包括第一閃爍器屬性的第一閃爍器；
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提供用于第二檢測器的第二閃爍器，所述第二閃爍器包括不同于所述第一閃爍器屬性的第二閃爍器屬性；提供與所述第一閃爍器光學(xué)耦合的多個(gè)第一像素，每個(gè)所述第一像素包括(i)具有第一光敏元件特性的第一光敏元件，所述第一光敏元件特性選擇為與所述第一閃爍器屬性配合，和(ii)第一讀取元件；以及提供與所述第二閃爍器光學(xué)耦合的多個(gè)第二像素，每個(gè)所述第二像素包括(i)具有第二光敏元件特性的第二光敏元件，所述第二光敏元件特性不同于所述第一光敏元件特性并且選擇為與所述第二閃爍器屬性配合，和(ii)第二讀取元件；其中，所述第一光敏元件特性和所述第二光敏元件特性包括光敏元件面積、光敏元件間距、光敏元件靈敏度以及光敏元件總數(shù)中的至少一個(gè)，其中，所述第一光敏元件設(shè)置在第一平面內(nèi)，并且所述第二光敏元件設(shè)置在第一層或不同于所述第一層的第二層中，并且其中所述第一讀取元件和所述第二讀取元件都設(shè)置在所述第一層中或者都設(shè)置在所述第二層中?？梢詤⒄崭綆У谋景l(fā)明的詳細(xì)描述和附圖認(rèn)識到本發(fā)明的這些和其他方面、目的和特征，附圖描繪并示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的射線照相成像檢測器的一部分的示意性正視圖。圖2A和2B分別是圖1的射線照相成像檢測器的頂部和底部的電路圖。圖2C是示出對應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的雙屏射線照相成像裝置的第一檢測器和第二檢測器的像素和/或采樣網(wǎng)格的示例性對準(zhǔn)的圖。圖3是圖1所示的射線照相成像檢測器的一部分的詳細(xì)正視圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的射線照相成像檢測器的一部分的示意性正視圖。圖5是圖4所示的射線照相成像檢測器的一部分的詳細(xì)正視圖。圖6是圖4所示的射線照相成像檢測器的一部分的示意性電路圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的射線照相成像器的示意性正視圖。圖8是包括圖7所示的像素的陣列的示意性俯視圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的成像感測像素的陣列的示意性俯視圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的圖像檢測像素的陣列的示意性俯視圖。圖11是圖10所示的陣列的示意性電路圖。
具體實(shí)施例方式將參照附圖描述根據(jù)本申請的實(shí)施例。圖1示出了雙屏射線照相成像裝置100的第一實(shí)施例。一般而言，雙屏射線照相成像裝置100包括第一檢測器110和第二檢測器130。在圖1的示例中，第一檢測器110和第二檢測器130被濾光器102分開，并且被設(shè)置在濾光器102的相反側(cè)上。根據(jù)其用途，濾光器102可以是X射線濾光器和/或光學(xué)濾光器。第一檢測器110包括第一基底112，第一檢測器陣列114設(shè)置在第一基底112上。 第一檢測器陣列114優(yōu)選地包括多個(gè)第一像素116，并且每個(gè)第一像素116包括第一讀取元件118和第一光敏元件120。第一閃爍熒光屏122被設(shè)置在在第一檢測器陣列114的與第一基底112相反的一側(cè)上。在第一閃爍熒光屏上還設(shè)有光管理層124。例如，光管理層124 可以是反射層、吸收層等。如圖1所示，光管理層IM是光吸收層。第二檢測器130具有與第一檢測器110的特征相似的特征。例如，第二檢測器通常包括第二基底132，第二檢測器陣列134形成在第二基底132上。第二檢測器陣列134與第一檢測器陣列114相似之處在于第二檢測器陣列134由多個(gè)第二像素136構(gòu)成(在圖1 中僅示出了一個(gè)第二像素)。第二像素136中的每一個(gè)均包括第二讀取元件138和第二光敏元件140。第二閃爍熒光屏142被設(shè)置在第二檢測器陣列134的與第二基底132相反的檢測器陣列的一側(cè)上。在第二閃爍熒光屏142上還形成有第二光管理層144。例如，光管理層144可以是反射層、吸收層等。盡管第一檢測器和第二檢測器在其構(gòu)成上相似，但是構(gòu)成第一檢測器陣列114的第一像素116的面積比構(gòu)成第二檢測器陣列134的第二像素136的面積小。在圖1的示例中，第一檢測器陣列中的兩個(gè)像素116與第二檢測器陣列134中的一個(gè)像素136占據(jù)相同的直線距離。根據(jù)該構(gòu)造，第一檢測器陣列114在每個(gè)直線方向上的像素?cái)?shù)量是第二檢測器陣列134的兩倍。第一檢測器陣列114的像素間距是第二檢測器陣列134的像素間距的一半。另外，第一檢測器陣列114和第二檢測器陣列134可以被設(shè)置成沿χ坐標(biāo)和y坐標(biāo)中的每一個(gè)具有多個(gè)像素的矩陣形式。因此，假定像素是正方形的，那么檢測器陣列114中的四個(gè)第一像素116將與第二檢測器陣列134中的一個(gè)第二像素136占據(jù)相同的表面積。同樣在該實(shí)施例中，第一閃爍熒光屏122比第二閃爍熒光屏142薄。第一光敏元件被設(shè)置成主要(例如，僅僅)接收來自第一閃爍熒光屏122的光，而第二光敏元件被設(shè)置成主要(例如，僅僅)接收來自第二閃爍熒光屏142的光。因此，第一檢測器陣列114的較密集的像素布置(具有相對較小的間距)與較薄的屏幕配對，而較疏松的像素布置與相對較厚的屏幕配對。因此，較高分辨率屏幕與較高空間采樣頻率檢測器陣列配對，并且較高靈敏度閃爍熒光屏與較低空間頻率但較高靈敏度的檢測器陣列配對。在使用中，X射線在成像裝置100的一側(cè)上撞擊在射線照相成像裝置100上。在撞擊的X射線中，一些射線被第一閃爍器122轉(zhuǎn)化為可見光。轉(zhuǎn)化的X射線被第一光敏元件120檢測到，其中每個(gè)第一光敏元件120產(chǎn)生對應(yīng)于入射光的量的電信號。第一讀取元件118讀取該電信號。未被第一閃爍器轉(zhuǎn)化的那些X射線進(jìn)行到第二閃爍器142，它們在第二閃爍器142處被轉(zhuǎn)化為可見光并被第二光敏元件140檢測到。一些X射線可以到達(dá)第二閃爍屏142，因?yàn)樗鼈兙哂信c第一閃爍屏122所吸收的射線不同的屬性，如不同的波長或強(qiáng)度；或者它們可以到達(dá)第二閃爍屏，這僅僅是因?yàn)榈谝婚W爍器122不是100%高效的。每個(gè)光敏元件140產(chǎn)生的電信號被讀取元件138讀取。第一和第二檢測器110、130的讀取可以由適當(dāng)?shù)男盘柼幚韥聿僮?，以產(chǎn)生兼具第一和第二檢測器兩者的特性的復(fù)合圖像。根據(jù)示例性實(shí)施例，第一光傳感器陣列可以用來檢測第一閃爍熒光屏捕捉的X射線圖像的高頻分量，并且第二光傳感器陣列可以用來檢測第二閃爍熒光屏捕捉的相同X射線圖像的低頻分量。第一閃爍熒光屏具有比第二閃爍熒光屏高的分辨率(和MTF)(例如， 這兩個(gè)屏可以由相同的材料制成，但是第一屏比第二屏薄)。捕捉的圖像的高頻分量和低頻分量可以如下地進(jìn)行組合。在一個(gè)實(shí)施例中，第一光傳感器陣列的像素尺寸和像素間距等于或小于第二光傳感器陣列的像素尺寸和像素間距。為了匹配或具有正確的配準(zhǔn)，低頻分量圖像被插值，從而根據(jù)第一光傳感器陣列的網(wǎng)格計(jì)算出丟失的像素?？商娲兀梢允褂玫谝还鈧鞲衅鞯牟蓸?。在第二光傳感器陣列具有四倍于第一光傳感器陣列的像素面積的情況下(如圖1所示的實(shí)施例)，第二光傳感器陣列檢測的低頻分量圖像被插值。存在多種插值方法，如像素復(fù)制法(最近的像素)、線性插值法、三次卷積法、三次B樣條法以及高斯插值法等等。在這些方法中，線性插值法和三次卷積法由于其適度的計(jì)算復(fù)雜程度和適度的重建誤差而被優(yōu)選使用。還可以執(zhí)行附加的圖像數(shù)據(jù)處理。在插值后，高頻和低頻分量圖像分別變?yōu)镮H(x， y)和IL(x, y)，其中χ和y是像素坐標(biāo)。存在多種將這兩個(gè)插值分量圖像組合成單個(gè)圖像I (X，y)的方法，包括簡單的加法:I(x,y)= Ih (x, y)+IL(x, y)；簡單的加權(quán)加法I(x，y) =31110^，7) + (1-￡1)込&，7)，其中3是加權(quán)因子；多次加權(quán)加法，其中等式( 中的加權(quán)因子a變化，以使成像系統(tǒng)在特定的空間頻率下的檢測量子效率增大或最優(yōu)化；以及頻域加權(quán)加法，其類似于頻域中的圖像過濾。插值的高頻和低頻分量圖像首先被傅立葉變換成頻域—,ν)和/,(W5V),然后利用 I(u, ν) = Ciopt (/) }H{u,v) + [\- aopt (/)]h …,ν)被疊加，其中/ =和 a。Pt 是對于頻率 f 的優(yōu)化加權(quán)因子。在疊加后，/(W,V)被傅立葉變換回到空間域中，以獲得疊加的圖像I (X，y)， 其中I(X,y)= \\dudvel7Ci{ia+vy) I(u,v)。當(dāng)成像系統(tǒng)被用來執(zhí)行單曝光雙能量成像應(yīng)用時(shí)，第一閃爍熒光屏(例如，更靠近病人)和第一光傳感器陣列捕捉低能量圖像，并且第二閃爍熒光屏和第二光傳感器陣列捕捉高能量圖像。通過從插值低能量圖像I2(x，y)中減去插值高能量圖像I1Ud)能夠獲得新的圖像I (X，y) = Bl1 (x, y)"bl2(x, y)，其中a和b是加權(quán)因子。由射線照相雙屏系統(tǒng)捕捉的兩個(gè)圖像分量的差別化空間采樣的使用具有優(yōu)點(diǎn)。具有較高空間頻率響應(yīng)(MTF)的第一屏捕捉的X射線圖像的高頻分量被具有較高采樣頻率的第一光傳感器陣列檢測。這能夠保留X射線圖像的細(xì)節(jié)和/或清晰度。此外，具有較低空間頻率響應(yīng)(MTF)但是具有較高靈敏度(X射線吸收效率)的第二屏捕捉的X射線圖像的低頻和低噪分量被具有較大光傳感器面積和/或較低采樣頻率的第二光傳感器陣列檢測。 這能夠提高成像系統(tǒng)的靈敏度和/或信噪比(S/N)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例能夠被認(rèn)為提供多種互補(bǔ)的像素特性(例如，布局、尺寸)， 從而有利地匹配相應(yīng)的閃爍器特性。另外，示例性實(shí)施例能夠結(jié)合被認(rèn)為對應(yīng)于豎直檢測器構(gòu)造和平面檢測器構(gòu)造的互補(bǔ)的像素特性。圖2A和2B分別示出了圖1所示的射線照相成像檢測器的示意性俯視圖和仰視圖。圖2A和2B還示出了用于驅(qū)動(dòng)第一和第二檢測器陣列114、134的示例性像素電路。如圖2A和2B所示，第一檢測器陣列114和第二檢測器陣列134具有基本相同的表面積。然而，第一檢測器陣列114包括4x4的像素116矩陣，而第二檢測器陣列134僅包括2x2的像素矩陣。從圖1中能夠注意到，第一檢測器陣列中的每個(gè)像素116基本上是構(gòu)成第二檢測器陣列134的像素136的一半寬和一半長。通過這種方式，利用與第二陣列134中的4個(gè)像素136相同的表面積(或者說，在該表面積上)，在第一陣列114中設(shè)有16個(gè)像素116。第一檢測器陣列114和第二檢測器陣列134的像素之間的對準(zhǔn)可以包括邊緣對準(zhǔn)、采樣對準(zhǔn)、表面積對準(zhǔn)等。圖2C是分別示出第一檢測器110的像素116和第二檢測器130的像素136的代表性布局的圖。如圖2C所示，像素136占據(jù)第二檢測器130的較大的相關(guān)部分，或者比像素116具有較少的粒狀采樣網(wǎng)格(grid)。如圖2C所示，第二檢測器130的采樣網(wǎng)格1 能夠與第一檢測器110的采樣網(wǎng)格1 對齊。第一檢測器110和第二檢測器130之間的采樣網(wǎng)格對齊能夠減少對較少的粒狀采樣網(wǎng)格(例如，采樣網(wǎng)格12 的插值采樣點(diǎn)的數(shù)量，或第一檢測器110和第二檢測器130或其組合產(chǎn)生的圖像之間的插值。另外，盡管采樣網(wǎng)格 128和采樣網(wǎng)格1 示出了整數(shù)的采樣間距比，但是裝置100的實(shí)施例不應(yīng)這樣限制，因?yàn)橐部梢允褂梅謹(jǐn)?shù)形式的采樣間距比(例如，1/2、2/3、1/4)。同樣如圖1所示，第一閃爍熒光屏122和第二閃爍熒光屏142具有不同的厚度。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一閃爍熒光屏122比第二閃爍熒光屏142相對較薄。該較薄的第一閃爍熒光屏122被設(shè)置成與第一像素116配合，第一像素116比第二像素136數(shù)量更多。如通常所能理解的，閃爍熒光屏越薄，則空間頻率越高，并且因此改進(jìn)了調(diào)制傳遞函數(shù)。類似地， 這種特性還通過像素的較高密度而被保留或增加，例如通過具有較小的采樣間距。然而，由于其具有相對薄的閃爍屏和較大數(shù)量的小像素，所以第一熒光屏122也會(huì)具有一些缺點(diǎn)。具體而言，薄屏幕在吸收X射線時(shí)效率相對較低，并且因此具有較低的信噪比。因此，包含在第二檢測器130中的第二閃爍熒光屏142相對較厚。通過這種方式，閃爍熒光屏142盡管比用作第一閃爍熒光屏122的較薄屏幕具有較低的分辨率，但其能夠更高效地吸收X射線，從而提供不同的信號或更好的SNR信號。第二閃爍熒光屏142與第二像素136耦合，以進(jìn)一步增加或優(yōu)化檢測器或成像裝置100的性能。更具體地，包含在第二檢測器陣列134中的較大面積的像素由于其較厚的屏幕而具有更好的信噪比，這還是因?yàn)槔孟袼孛娣e改進(jìn)(例如，線性地)了信噪比。因此，圖1的該實(shí)施例使用具有附隨的第一熒光屏的第一檢測器陣列來提供具有較高空間頻率和較高調(diào)制傳遞函數(shù)的較高分辨率信號，并且使用伴隨較厚的第二熒光屏的相對較少、較大的像素來提供具有較好信噪比的信號。能夠從第一像素116和第二像素136 捕捉的圖像形成復(fù)合圖像，如上所述，當(dāng)與第一圖像或第二圖像單獨(dú)比較時(shí)，該復(fù)合圖像具有顯著或大為改善的圖像質(zhì)量。如上所述，圖2A和2B還示出了用于成像裝置100的優(yōu)選像素電路。圖2A示出了第一檢測器100的像素電路，而圖2B示出了用于第二檢測器130的像素電路。檢測器110 和130中的每一個(gè)均包括多個(gè)柵極線146，每個(gè)柵極線146與一行、一組或一排像素相關(guān)聯(lián)；以及多個(gè)讀取或數(shù)據(jù)線148，每個(gè)讀取或數(shù)據(jù)線148與一列、一組或一排像素相關(guān)聯(lián)。還利用偏電線150將偏電壓Vbias施加到每一排像素。該像素電路是本領(lǐng)域公知的，因此在此將不再更詳細(xì)地描述。諸如三晶體管、四晶體管和共享晶體管有源像素電路的其他像素電路可以用來形成射線照相成像陣列。圖3示出了圖1、2A和2B所示的裝置100的示例性實(shí)施例。具體地，圖3示出了這樣的實(shí)施例，其中第一光敏元件120和第二光敏元件140是p-i-n型光傳感器，并且第一讀取元件118和第二讀取元件138是薄膜晶體管(TFT)。因此，每個(gè)第一像素116和每個(gè)第二像素136包括p-i-n光傳感器和TFT。
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如圖3所示，第一和第二檢測器110、130具有基本相同的構(gòu)造，并且這些檢測器通常利用已知的制造方法形成。首先，提供基底112、132，其可以是玻璃基底。在基底112、132 上沉積第一金屬層152。該第一金屬層152優(yōu)選形成包括上面結(jié)合圖2A和2B描述的柵極線146和用于每個(gè)讀取元件118、138(如本實(shí)施例中的TFT)的柵極電極的排。在第一金屬層152上方形成絕緣層154。在其他功能中，該絕緣層形成TFT的柵極介電。在第一金屬層152形成的柵極電極上方在絕緣層上沉積無定形的硅層156。然后，在內(nèi)在的無定形硅層156上形成η摻雜無定形硅層158，以形成TFT的源極和漏極區(qū)域。最后，TFT包括形成在η摻雜無定形硅層158上的第二金屬層160。該第二金屬層160形成TFT的源極和漏極觸點(diǎn)。第二金屬層160還優(yōu)選地用來形成上面關(guān)于圖2Α和2Β描述的讀取線148。然后在TFT上形成絕緣層162，以將TFT與光敏元件分開，在本實(shí)施例中光敏元件將如下地形成TFF上方。在絕緣層162上并穿過形成于該絕緣層中的孔設(shè)置第三金屬層 164，并且第三金屬層164接觸第二金屬層160。第二和第三金屬層160、164之間的這種接觸提供了光傳感器與TFT之間的電連接。在第三金屬層164上接連地形成有η摻雜無定形硅層166、內(nèi)在的無定形硅層168以及ρ摻雜無定形硅層170。這些層共同形成p_i_n光電二極管。然后，在P摻雜無定形硅層170上設(shè)置第四金屬層172。該第四金屬層172形成透明的電極，該透明的電極用作用于p-i-n光電二極管的頂部觸點(diǎn)。然后，在第四金屬層172 上形成絕緣層174，以使光電二極管與外部影響絕緣，并且在絕緣層174上方形成第五金屬層176。通過貫穿絕緣層174形成的孔，第五金屬層176接觸第四金屬層172，從而提供到第四金屬層172的電連接。第五金屬層176優(yōu)選形成偏電線150，同樣示出在圖2A和2B中。在本發(fā)明的該實(shí)施例中，第一檢測器陣列和第二檢測器陣列相似地構(gòu)建，因?yàn)樗鼈兙≒-i-n光電二極管和TFT。在第一制造方案中，第一檢測器陣列114和第二檢測器陣列134單獨(dú)地各自形成在其相應(yīng)的基底112、132上，并且一旦形成便粘結(jié)到濾光器102 的相反側(cè)。可替代地，基底中的一個(gè)可以在傳感器陣列形成于其上之前粘結(jié)到濾光器，而基底中的另一個(gè)和傳感器陣列隨后形成在或附接到濾光器102的相反側(cè)上。另外，濾光器102 的功能能夠通過基底112、132中的一個(gè)或兩個(gè)和/或?yàn)V光器102來輔助或執(zhí)行。示例性實(shí)施例不限于任何一種用于制造附圖所示的成像裝置的制造過程。本發(fā)明同樣不限于P-i-n光電二極管作為光敏元件。任何光敏元件都可以使用，包括但不限于MIS 光傳感器、p-n結(jié)型光傳感器等。另外，盡管第一實(shí)施例的裝置示出為光敏元件疊置在讀取元件上方，但這不是必須的?？梢赃@樣做以增加裝置的填充因子，但是光敏元件也可以容易地靠近讀取元件設(shè)置，如將在后面結(jié)合本發(fā)明的附加實(shí)施例所描述的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還將認(rèn)識到，除無定形硅以外的半導(dǎo)體材料如多晶硅、有機(jī)半導(dǎo)體以及各種合金半導(dǎo)體 (如鋅氧化物)也可以被用于背板陣列和感測陣列。圖4示出了替代性的雙屏射線照相成像裝置200。裝置200與上面結(jié)合圖1所示的實(shí)施例描述的裝置相似，因?yàn)槠浒ǖ谝婚W爍熒光屏222和第二閃爍熒光屏M2。設(shè)有主要對第一閃爍熒光屏222敏感的第一光敏元件220和主要對第二閃爍熒光屏242敏感的第二光敏元件M0。在該實(shí)施例中，第一光敏元件220被設(shè)置在更靠近第一閃爍熒光屏222的第一平面內(nèi)，而第二光敏元件被設(shè)置在更靠近第二閃爍熒光屏M2的第二平面內(nèi)。第一光敏元件 220與第二光敏元件240被光管理層204分開。光管理層204能夠管理、反射、阻擋或弓I導(dǎo)可
12見光和/或X射線。與上面參照圖1-3論述的實(shí)施例不同，在該實(shí)施例中，與光敏元件220、 240中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的讀取元件218、238被設(shè)置在基本相同的平面上，并且該平面與第二光敏元件240設(shè)置在其上的第二平面重合。盡管術(shù)語“像素”在圖1-3中用來描述光敏元件及其相關(guān)聯(lián)的讀取元件，但在該實(shí)施例中，“像素”用來描述成像陣列的包括第一光敏元件和第二光敏元件兩者及其相關(guān)聯(lián)的讀取元件的部分。例如，圖5是單個(gè)像素的橫截面，其包括兩個(gè)第一光敏元件和一個(gè)第二光敏元件及其相關(guān)聯(lián)的讀取元件。然而，例如在多于兩個(gè)第一光敏元件對應(yīng)于單個(gè)第二光敏元件設(shè)置或設(shè)置在單個(gè)第二光敏元件上方的情況下， 更多的第一光敏元件可以被包括在像素中。這可以與圖1-3的實(shí)施例中所示的情況相似， 在圖1-3的實(shí)施例中，四個(gè)第一光敏元件與一個(gè)第二光敏元件占據(jù)基本相同的表面積。圖5示出了圖4所示的成像裝置200的示例性構(gòu)造。所示的裝置通過首先提供基底212來構(gòu)建，基底212可以是玻璃或其他的透明基底。在基底上沉積第一金屬層252。該第一金屬層252形成用于TFT的柵極電極以及與第二光敏元件240相關(guān)聯(lián)的金屬層。在第一金屬層252上方設(shè)置絕緣層254。包括該絕緣層的絕緣體也可以設(shè)置在相鄰的柵極電極等之間。(三個(gè))讀取元件218、238和第二光敏元件240可以通過在絕緣層2M上接連地涂覆內(nèi)在的無定形硅層256、含有η型摻雜物的無定形硅258、第二金屬層沈0、第二絕緣層 262以及第三金屬層264而在絕緣層形成。這些層共同形成第二光敏元件MO (它們是MIS 光傳感器)以及所述三個(gè)讀取元件，即每個(gè)像素中的對應(yīng)于所述兩個(gè)第一光敏元件220的兩個(gè)TFT和一個(gè)第二光敏元件Μ0。例如，TFT通過第一金屬層252(其形成柵極電極和柵極線)、第一絕緣層2 (其形成柵極介電)、內(nèi)在的無定形硅層256 (其形成通道)、η摻雜無定形硅層258 (其形成源極和漏極電極)、第二金屬層260 (其形成源極和漏極觸點(diǎn))、以及第三金屬層沈4(其形成TFT與TFT相關(guān)聯(lián)的光敏元件之間的相互連接)形成。這些層還能夠形成第二光敏元件的層，如上所述，第二光敏元件是MIS光傳感器。在圖5所示的三個(gè)TFT中，兩個(gè)與第一光敏元件220相關(guān)聯(lián)，它們設(shè)置在第二光敏元件240上方。中間絕緣層2 形成在第二光敏元件和TFT上方，以形成基本平面的表面， 第一光敏元件形成在該表面上?？梢允褂醚谀ぜ夹g(shù)等來將要形成的第一光敏元件220電互連于第三金屬層264。每個(gè)第一光敏元件220包括形成柵極電極的第四金屬層272、形成通道區(qū)域的內(nèi)在無定形硅層268、n摻雜無定形硅層266以及形成透明觸點(diǎn)的第五金屬層276。 還可以在第五金屬層276上方和第一光敏元件之間設(shè)置絕緣層274(未示出)。第一閃爍熒光屏222設(shè)置在第一光敏元件220上方，并且第二閃爍熒光屏2242設(shè)置在基底下方，如圖5所示。還可以設(shè)置第一和第二光吸收層2 和M4(圖4中所示)。圖6示出了圖4和5所公開的實(shí)施例的像素電路。如此處所示，2x2的像素陣列成行成列地布置。在該布置中，偏電壓Vbias沿連接于光傳感器的豎直偏電線250施加。柵極線246或行選擇開關(guān)在圖中被水平地設(shè)置，并且附接于TFT讀取元件的柵極電極。還設(shè)有數(shù)據(jù)線M8，其在圖6中被豎直地布置，對應(yīng)于在每個(gè)光傳感器處檢測的圖像的信息經(jīng)由這些數(shù)據(jù)線輸出。與圖1-3所示的實(shí)施例一樣，圖4-6所示的實(shí)施例具有第一光敏元件和第二光敏元件，第一光敏元件具有第一表面積，第二光敏元件具有不同于第一表面積的第二表面積。 同樣與第一實(shí)施例相似，較大表面積或較不豐富的光敏元件主要對來自較厚的閃爍熒光屏的光敏感，以提供較高的信噪比。較小表面積但是更為豐富的光敏元件響應(yīng)于較薄的閃爍熒光屏，以增大或最大化調(diào)制傳遞函數(shù)和分辨率。與第一實(shí)施例的陣列的操作相似，圖4-6的射線照相檢測器裝置利用X射線被曝光。X射線的一部分被吸收在第一閃爍熒光屏中，并且X射線的另一部分被吸收在第二閃爍熒光屏中。X射線的吸收導(dǎo)致光從每個(gè)屏中發(fā)射。在圖4所示的示例中，第一閃爍熒光屏可以與第二閃爍熒光屏不同，或者比第二閃爍熒光屏薄，從而導(dǎo)致減少的光散射和較高的 MTF。來自第一屏的光的一部分被第一光電二極管感測，從而導(dǎo)致光生電荷存儲在光電二極管上。在曝光后，成像陣列的行選擇線被掃描，從而將電荷從光電二極管轉(zhuǎn)移到每列中的數(shù)據(jù)線。電荷被每列端部處的電荷敏感放大器感測。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的，另外的用于改進(jìn)信噪比和/或調(diào)制傳遞頻率的方法是已知的。例如，盡管在前述實(shí)施例中的每一個(gè)中，第一閃爍熒光屏都比第二閃爍熒光屏薄，但這不是必須的。當(dāng)兩個(gè)閃爍器屏的構(gòu)成不同時(shí)，具有不同構(gòu)成的閃爍器屏可以更密切地在厚度上對應(yīng)。例如，第一和第二閃爍器屏可以由包括具有不同原子數(shù)的元素的材料形成。通常，具有較高原子數(shù)的元素將吸收X射線輻射的較高能量分量。另外，已知的是一些材料比其他材料對輻射更加敏感。因此，對兩個(gè)熒光屏的材料選擇可以提供與關(guān)于前述實(shí)施例描述的相對較厚和較薄的屏幕相似的性能。例如，與這些實(shí)施例具有特別的相關(guān)性的閃爍器屬性包括閃爍器厚度、閃爍器構(gòu)成、閃爍器分辨率以及閃爍器MTF。如上所述，閃爍器分辨率和閃爍器MTF可以由閃爍器的構(gòu)成和厚度來主導(dǎo)。類似地，光敏元件的特性可以被改變，以修改或最大化成像裝置實(shí)施例的性能。盡管前述實(shí)施例描述了第一光敏元件比第二光敏元件在數(shù)量上更豐富并且具有較小表面積的構(gòu)造，但這不是必須的。例如，第一和第二光敏元件可以基于間距、面積、靈敏度和/或密度而改變。還能夠想到其他的示例性實(shí)施例。例如，盡管前述實(shí)施例中的第一和第二光敏元件已經(jīng)設(shè)置在單獨(dú)的平面內(nèi)，但是第一和第二光敏元件也可以位于同一平面內(nèi)。這種布置將提供更緊湊的裝置。其示例示出在圖7和8中。如圖7所示，替代性的射線照相成像裝置300包括第一光敏元件320，其響應(yīng)于形成在成像裝置300的頂部附近的第一閃爍熒光屏322 ；和第二光敏元件340，其對設(shè)置在成像裝置300的底部處的第二閃爍熒光屏342敏感。光敏元件320、340形成在基底312上， 相應(yīng)的讀取元件318、338也設(shè)置在基底312上。在第一光敏元件320和第二閃爍器342之間以及第二光敏元件340和第一閃爍器322之間分別形成第一光阻擋層326a、3^5b。光阻擋層減少或防止第一光敏元件320從第二閃爍器342接收光并防止第二光敏元件340從第一閃爍器322接收光。與圖1的實(shí)施例相似，并且如圖8所示，每個(gè)第一光敏元件320具有大約為每個(gè)第二光敏元件340的尺寸的四分之一的表面積。如該實(shí)施例中所示，成像陣列具有第二光敏元件與一組四個(gè)第一光敏元件相交替，形成棋盤圖案。根據(jù)該實(shí)施例的成像裝置導(dǎo)致第一光敏元件和第二光敏元件占據(jù)大約相同的表面積。然而，這不是必須的。例如，第一光敏元件的表面積和第二光敏元件的表面積可以不同，可以為諸如2 1、4 1或者更大的比值。另外，可以使用相互隔開(例如，交替的， 2 1)的棋盤、成行或成列的第一光敏元件(例如，320)和第二光敏元件(例如，340)。在圖9所示的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一和第二像素416、436具有大約相同的尺寸，但是在陣列中包括比第二像素436多的第一像素416?？商娲兀c第一光敏元件 420相比，更多的第二光敏元件440可以被包括在成像陣列中。如圖9所示，對于每一個(gè)第二光敏元件440，成像裝置400包括3個(gè)第一光敏元件420。第一光敏元件420對第一閃爍器(未示出)敏感，并且第二光敏元件440對第二閃爍器敏感。也可以設(shè)置更多或更少的第一和第二光敏元件，因?yàn)樾枰煌慕Y(jié)果。在圖9的實(shí)施例中，第一閃爍器優(yōu)選選擇為具有與第二閃爍器不同的閃爍器屬性。這些屬性可以包括厚度和材料成分(例如，具有不同原子數(shù)的材料)等等。在圖10和11中示出了本發(fā)明的又一實(shí)施例。在這些圖中，檢測器裝置500包括多個(gè)第一像素516和第二像素536。與前述實(shí)施例相同，第一像素516中的光敏元件520對第一閃爍器(未示出)敏感，并且第二像素536中的光敏元件540對第二閃爍器(未示出) 敏感。在該實(shí)施例中，彼此成對角線設(shè)置的第一光敏元件被連接。通過這種方式，能夠利用同一個(gè)柵極線讀取第一光敏元件的水平相鄰的線，如圖11所示。根據(jù)該應(yīng)用的替代性示例實(shí)施例能夠使用用于第一檢測器和第二檢測器的讀取電路(例如，柵極線、數(shù)據(jù)線)來利用第一閃爍器和第二閃爍器的不同特性。因此，用于第一檢測器的讀取電路可以不同于用于第二檢測器的讀取構(gòu)造，以對第一檢測器和第二檢測器分別獲得不同粒度(較細(xì)的粒度，減小的粒度)的感測數(shù)據(jù)。在這種示例性實(shí)施例中，讀取電路產(chǎn)生的不同粒度特性能夠基于第一和第二閃爍器之間的相應(yīng)不同特性(例如，閃爍器厚度、閃爍器構(gòu)成、閃爍器分辨率和閃爍器MTF中的一個(gè)或多個(gè))來匹配或選擇。可替代地，像素構(gòu)造(和/或讀取電路構(gòu)造)在第一檢測器和第二檢測器之間可以相同，然而，數(shù)據(jù)可以電組合(例如，使用一個(gè)或多個(gè)多路器或邏輯電路；通過組合行和/或列以進(jìn)入/離開(on/off)像素陣列)以減小第一檢測器和第二檢測器中的一個(gè)的感測圖像數(shù)據(jù)的粒度， 從而利用第一和第二閃爍器之間的相應(yīng)不同特性。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，射線照相成像裝置的第一檢測器和第二檢測器的像素在尺寸、面積或間距上可以相等，但是通過第二檢測器的四個(gè)像素獲得(例如，使用模擬和/或數(shù)字電路元件)的數(shù)據(jù)能夠被組合，以利用第一閃爍器122和第二閃爍器142之間的不同特性。單曝光雙能量數(shù)字射線照相裝置的示例性實(shí)施例具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的眾多優(yōu)點(diǎn)。 沒有這種已知設(shè)備所需的X射線管的切換。圖像中的不配準(zhǔn)假象(例如，病人運(yùn)動(dòng))可以減少。X射線管負(fù)載和/或病人的X射線曝光可以更低。此外，空間分辨率和/或信噪比中的較高檢測器性能能夠產(chǎn)生較高的圖像質(zhì)量和通過雙能量成像進(jìn)行疾病檢測或特性描述中的隨后改進(jìn)。另外，雙能量成像能夠更好地集成到當(dāng)前的臨床工作流程中，從而提供更高的操作效率而無需使薄膜圖像數(shù)字化(SF裝置)、掃描成像板(CR裝置)、或病人的雙曝光 (雙曝光DR裝置)。已經(jīng)關(guān)于優(yōu)選實(shí)施例及其變型描述了本發(fā)明。對本公開的其他變型對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員也是顯而易見的。本發(fā)明意在僅由所附權(quán)利要求的范圍限定，而不是由本公開或附圖限定。另外，適用于一個(gè)實(shí)施例的特征可以與針對不同的示例性實(shí)施例描述的特征組合使用。例如，關(guān)于圖1針對的實(shí)施例描述的特征可以與對應(yīng)于圖7-10針對的實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)的特征組合使用。部件列表100 射線照相成像裝置
102濾光器
110第一檢測器
112第一基底
114第一檢測器陣列
116第一像素
118第一讀取元件
120第一光敏元件
122第一閃爍熒光屏
124光管理層
126采樣網(wǎng)格
128采樣網(wǎng)格
130第二檢測器
132第二基底
134第二檢測器陣列
136第二像素
138第二讀取元件
140第二光敏元件
142第二閃爍熒光屏
144第二光管理層
146柵極線
148讀取或數(shù)據(jù)線
150偏壓線
152第一金屬層
154絕緣層
156無定形硅層
158η摻雜無定形硅層
160第二金屬層
162絕緣層
164第三金屬層
166η摻雜無定形硅層
168內(nèi)在的無定形硅層
170P摻雜無定形硅層
172第四金屬層
174絕緣層
176第五金屬層
200射線照相成像裝置
204光管理層
212基底
218讀取元件
220第一光敏元件
222第一閃爍熒光屏
224光吸收層
228中間絕緣層
238讀取元件
240第二光敏元件
242第二閃爍熒光屏
244光吸收層
246柵極線
248數(shù)據(jù)線
250偏壓線
252第一金屬層
254絕緣層
256內(nèi)在的無定形硅層
258η摻雜無定形硅層
260第二金屬層
262第二絕緣層
264第三金屬層
266η摻雜無定形硅層
268內(nèi)在的無定形硅層
272第四金屬層
274絕緣層
276第五金屬層
300射線照相成像裝置
312基底
318讀取元件
320第一光敏元件
322第一閃爍熒光屏
326a,326b第一光阻擋層
338讀取元件
340第二光敏元件
342第二閃爍熒光屏
400成像裝置
416第一像素
420第一光敏元件
436第二像素
440第二光敏元件
500檢測器裝置
516第一像素
520光敏元件
536第二像素
540光敏元件
權(quán)利要求
1.一種射線照相成像裝置，包括多個(gè)第一像素，每個(gè)第一像素包括(i)具有第一光敏元件特性的第一光敏元件，和 ( )第一讀取元件；靠近所述多個(gè)第一光敏元件的第一閃爍器，所述第一光敏元件主要對所述第一閃爍器敏感；多個(gè)第二像素，每個(gè)第二像素包括(i)具有第二光敏元件特性的第二光敏元件，所述第二光敏元件特性不同于所述第一光敏元件特性，和(ii)第二讀取元件；靠近所述多個(gè)第二像素的第二閃爍器，所述第二光敏元件主要對所述第二閃爍器敏感；并且其中，所述第一光敏元件特性和所述第二光敏元件特性包括光敏元件尺寸、有效光敏元件面積、光敏元件間距、光敏元件靈敏度、光敏元件密度或者光敏元件總數(shù)中的至少一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一光敏元件特性基于所述第一閃爍器的第一屬性而選擇，并且所述第二光敏元件特性基于所述第二閃爍器的第二屬性而選擇，第二閃爍器的所述第二屬性不同于所述第一閃爍器的所述第一屬性，并且其中所述第一閃爍器的所述第一屬性和所述第二閃爍器的所述第二屬性包括閃爍器厚度、閃爍器構(gòu)成、閃爍器分辨率和閃爍器MTF中的至少一個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一閃爍器具有比所述第二閃爍器高的分辨率，所述第一光敏元件具有比所述第二光敏元件高的空間采樣頻率，所述第二閃爍器具有比所述第一閃爍器高的靈敏度，并且所述第二光敏元件具有比所述第一光敏元件高的靈敏度。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括基底，其中所述第一閃爍器被設(shè)置在所述基底的第一側(cè)上，并且所述第二閃爍器被設(shè)置在所述基底的第二側(cè)上，其中所述第一光敏元件和所述第二光敏元件被設(shè)置在所述基底的同一側(cè)上或相反側(cè)上；以及濾光器，所述濾光器被設(shè)置在所述基底與所述第一光敏元件之間和/或所述基底與所述第二光敏元件之間，其中所述第一光敏元件相對更靠近所述第一閃爍器設(shè)置，并且所述第二光敏元件相對更靠近所述第二閃爍器設(shè)置。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一光敏元件被設(shè)置在第一平面內(nèi)，并且所述第二光敏元件被設(shè)置在所述第一平面內(nèi)或不同于所述第一平面的第二平面內(nèi)，并且其中所述第一讀取元件和所述第二讀取元件中的至少一個(gè)被設(shè)置在所述第一平面內(nèi)或所述第二平面內(nèi)，或者其中所述第一讀取元件和所述第二讀取元件被設(shè)置在不同于所述第一平面的一個(gè)或多個(gè)平面內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括被設(shè)置在所述第一閃爍器和所述第二閃爍器之間的基底，其中所述第一光敏元件被設(shè)置在所述基底的第一側(cè)上，并且所述第二光敏元件、第一讀取元件以及第二讀取元件被設(shè)置在所述基底的第二、相反側(cè)上，穿過所述基底形成有將所述第一光敏元件連接到其相應(yīng)的第一讀取元件的電連接。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一光敏元件的面積或間距比所述第二光敏元件的面積或間距小，其中所述第一光敏元件的數(shù)量比所述第二光敏元件的數(shù)量大，其中所述第一閃爍器的分辨率比所述第二閃爍器的分辨率低，其中所述第二閃爍器對X射線的靈敏度比所述第一閃爍器對X射線的靈敏度高，或者其中所述第一閃爍器比所述第二閃爍器吸收更高的X射線輻射能量分量。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述多個(gè)第一光敏元件的表面積的總和不同于所述多個(gè)第二光敏元件的表面積的總和。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一光敏元件和所述第二光敏元件以陣列設(shè)置，并且其中所述第一光敏元件和所述第二光敏元件具有不同的間距。
10.一種操作用于捕捉物體的多個(gè)X射線圖像的射線照相成像裝置的方法，包括提供用于第一檢測器的包括第一閃爍器屬性的第一閃爍器；提供用于第二檢測器的第二閃爍器，所述第二閃爍器包括不同于所述第一閃爍器屬性的第二閃爍器屬性；提供與所述第一閃爍器光學(xué)耦合的多個(gè)第一像素，每個(gè)第一像素包括(i)具有第一光敏元件特性的第一光敏元件，所述第一光敏元件特性選擇為與所述第一閃爍器屬性配合， 和(ii)第一讀取元件；以及提供與所述第二閃爍器光學(xué)耦合的多個(gè)第二像素，每個(gè)第二像素包括(i)具有第二光敏元件特性的第二光敏元件，所述第二光敏元件特性不同于所述第一光敏元件特性并且選擇為與所述第二閃爍器屬性配合，和(ii)第二讀取元件；其中，所述第一光敏元件特性和所述第二光敏元件特性包括有效光敏元件面積、光敏元件間距、光敏元件靈敏度或者光敏元件總數(shù)中的至少一個(gè)，其中，所述第一光敏元件被設(shè)置在第一層中，并且所述第二光敏元件被設(shè)置在所述第一層或不同于所述第一層的第二層中，并且其中所述第一讀取元件和所述第二讀取元件被設(shè)置在不同于所述第一層的至少一個(gè)層中。
全文摘要
一種具有改進(jìn)的空間采樣的雙屏射線照相檢測器。射線照相成像裝置和用于操作該成像裝置的方法的實(shí)施例可以包括第一閃爍器、第二閃爍器、多個(gè)第一光敏元件以及多個(gè)第二光敏元件。所述多個(gè)第一光敏元件接收來自第一閃爍器的光，并且具有選擇為與第一閃爍器屬性配合的第一光敏元件特性。所述多個(gè)第二光敏元件設(shè)置成接收來自第二閃爍器的光，并且具有第二光敏元件特性，第二光敏元件特性不同于第一光敏元件特性并且選擇為與第二閃爍器屬性配合。另外，第一閃爍器可以具有第一閃爍器屬性，并且第二閃爍器可以具有不同于第一閃爍器屬性的第二閃爍器屬性。
文檔編號G01T1/20GK102364357SQ201110165509
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月9日
發(fā)明者M·E·沙弗, R·W·庫爾平斯基, T·J·沃奇克, T·J·特雷威爾 申請人:卡爾斯特里姆保健公司