Измерительная система формирования изображения с печатной матрицей фотодетекторов

Измерительная система формирования изображения с печатной матрицей фотодетекторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится, в общем, к технологиям формирования изображения и, в частности, к системе измерения данных, пригодной для КТ (компьютерной томографии) и других способов формирования изображения. Данные способы формирования изображения полезны во многих случаях, например при медицинском формировании изображения, формировании изображения для контроля безопасности, например сканировании багажа, и других случаях.

Предшествующий уровень техники

Одна из сложных проблем известных систем КТ-формирования изображения состоит как в механическом, так и электрическом соединении рентгеновских детекторов с остальной частью системы. Действительно, значительная часть стоимости известных КТ-систем измерения данных приходится на соединители, которые дают возможность подключать каждую матрицу детекторов к системе измерения данных и механически устанавливаться в системе с высокой пространственной и электрической точностью. Для получения высокого качества изображения при КТ-формировании изображения, обычно требуется, чтобы так называемые диксели (пиксели детектора) в каждой матрице были установлены с высокой точностью друг относительно друга, относительно фокусного пятна рентгеновской трубки и опоры. Кроме того, известные системы КТ-формирования изображения содержат большое число прецизионных компонентов для формирования сцинтилляционных сборок, которые являются также дорогостоящими при изготовлении и сборке в системе в целом.

Краткое изложение существа изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает необходимую степень точности при низкой стоимости за счет применения широкоформатных матриц фотодетекторов рентгеновского излучения (в дальнейшем, рентгеновских фотодетекторов). В первом варианте осуществления, рентгеновские фотодетекторы содержат неорганический материал с прямым фотоэлектрическим преобразованием, сформированный в виде одного толстого слоя материала. Во втором варианте осуществления, рентгеновские фотодетекторы содержат слоистую структуру из нескольких тонких слоев неорганического материала для прямого фотоэлектрического преобразования, составная толщина которого является достаточно большой для поглощения падающего рентгеновского излучения с высоким квантовым выходом детектора. В третьем варианте осуществления, рентгеновские фотодетекторы содержат слоистую структуру из нескольких слоев неорганических или органических фотодиодов, при этом каждый слой содержит композитное сцинтилляционное покрытие, достаточно тонкое для того, чтобы собственное поглощение и рассеяние покрытия несущественно снижали световой выход сцинтилляционного покрытия, несмотря на, возможно, большое различие коэффициентов преломления сцинтилляционного порошка и смолы, в которой диспергирован сцинтилляционный порошок для формирования композита.

Упомянутые структуры значительно снижают стоимость и сложность всей системы измерения данных. Предлагаемые системы допускают также удвоение слоев для формирования многослойной спектральной КТ-системы измерения данных, например двухслойной спектральной КТ-системы. Таким образом, широкоформатные матрицы фотодетекторов, формирующие систему измерения данных в составе устройства КТ- или другого утройства формирования изображения, дают очень большие преимущества. Настоящее изобретение дополнительно относится к различным структурам и геометриям для использования широкоформатных матриц фотодетекторов в системе измерения данных КТ-сканера или другого формирующего изображение сканера.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, предлагается система формирования изображения, включающая в себя источник излучения, который поворачивается вокруг центральной z-оси системы формирования изображения для выполнения формирующих изображения сканирований, и печатную матрицу неорганических рентгеновских фотодетекторов, включающую в себя несколько дискретных фотодетекторов, выполненных печатным способом в виде рядов и столбцов на подложке, которая изогнута так, что каждый ряд фотодетекторов ориентирован вдоль изгиба изогнутой подложки, и каждый столбец фотодетекторов ориентирован параллельно центральной z-оси системы формирования изображения. Неорганические рентгеновские фотодетекторы могут содержать такие соединения, как, например, CIGS (медь-индий-галлий-диселенид), AuInGaSe₂ или AuInThSe₂. Каждый фотодетектор формирует один из дикселей детекторной матрицы. Детекторная матрица может включать в себя, по меньшей мере, два слоя, каждый из которых содержит печатную матрицу неорганических фотодетекторов, для использования в качестве системы формирования изображения спектральной КТ.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается гибкая матричная сборка печатных неорганических рентгеновских фотодетекторов для использования в системе формирования изображения, включающая в себя гибкую подложку. Гибкая подложка может быть, например, PET (полиэтилентерефталатным) листом, полиимидным листом, PEEK (полиарилэфирэфиркетоновым) листом или нейлоновым листом. Матричная сборка допускает встраивание в опору таким образом, что каждый фотодетектор формирует диксель, в виде системы измерения данных изображения в устройстве формирования изображения. Детекторная матрица может включать в себя, по меньшей мере, два слоя для использования в качестве системы формирования изображения спектральной КТ. Предлагаются также сопутствующие способы изготовления таких матриц.

В третьем варианте осуществления, рентгеновские фотодетекторы содержат слоистую структуру из нескольких слоев неорганических или органических фотодиодов, при этом каждый слой содержит композитное сцинтилляционное покрытие, достаточно тонкое для того, чтобы собственное поглощение и рассеяние покрытия несущественно снижали световой выход сцинтилляционного покрытия, несмотря на, возможно, большое различие коэффициентов преломления сцинтилляционного порошка и смолы, в которой диспергирован сцинтилляционный порошок для формирования композита.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает устройство 100 формирования изображения КТ;

Фиг. 2 и 3 изображают, соответственно, вид спереди и вид сбоку детекторной матрицы 200 неорганических фотодетекторов;

Фиг. 4 изображает увеличенный вид передней поверхности детекторной матрицы 200 неорганических фотодетекторов;

Фиг. 5 изображает схематичный трансаксиальный вид детекторной матрицы 200 неорганических фотодетекторов, расположенной в устройстве 100 формирования изображения КТ;

Фиг. 6 изображает блок-схему последовательности операций технологического процесса 600 изготовления и сборки детекторной матрицы 200 неорганических фотодетекторов;

Фиг. 7 изображает местный вид спереди детекторной матрицы 700 неорганических фотодетекторов;

Фиг. 7A изображает многослойный фотодетектор;

Фиг. 8 изображает боковое сечение детекторной матрицы 700 неорганических фотодетекторов по линии 8-8 на фиг. 9;

Фиг. 9 изображает увеличенный вид дистальной поверхности детекторной матрицы 700 неорганических фотодетекторов;

Фиг. 10 изображает блок-схему последовательности операций технологического процесса 1000 изготовления и сборки детекторной матрицы 700 неорганических фотодетекторов;

Фиг. 11 изображает сечение детекторной матрицы 1100 неорганических фотодетекторов, содержащей, по меньшей мере, два слоя;

Фиг. 12 изображает схематичный трансаксиальный вид системы формирования изображения спектральной КТ;

Фиг. 13 и 14 изображают, соответственно, схематичный вид спереди и схематичный вид сбоку в разрезе устройства 1300 формирования изображения КТ четвертого поколения;

Фиг. 15 изображает схематичный вид фотодетекторной матрицы 1500, имеющей диксели переменных размеров;

Фиг. 16 изображает блок-схему последовательности операций технологического процесса 1600 изготовления и сборки детекторной матрицы неорганических фотодетекторов с использованием композитного сцинтиллятора;

Фиг. 17 изображает схематичный трансаксиальный вид системы формирования изображения КТ, содержащей детекторную измерительную систему, содержащую многослойные матрицы фотодетекторов с композитными сцинтилляторами;

Фиг. 18 изображает схематичный трансаксиальный вид секторного визуализирующего элемента 1801, использующего матрицу неорганических фотодетекторов с композитными сцинтилляторами;

Фиг. 19 изображает схематичный вид сбоку в разрезе матрицы 1900 неорганических детекторов, содержащей несколько секторных элементов 1801;

Фиг. 20 изображает схематичный трансаксиальный вид секторного визуализирующего элемента 2000, использующего матрицу неорганических фотодетекторов, подходящую для устройства спектральной КТ; и

Фиг. 21 - 23 изображают виды матрицы 2100 фотодетекторов, пригодные для применения с наклоном под углом к рентгеновскому пучку.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Устройство КТ формирования изображения

На фигуре 1 представлен один пример устройства 100 формирования изображения КТ для выполнения формирующего изображение сканирования. Система 102 получения изображения КТ содержит гентри 104 и стол 106, который перемещается вдоль z-оси. Пациента или другой объект, подлежащий формированию изображения (визуализации), (не показан) укладывают на стол 106 и перемещают так, чтобы разместить внутри апертуры 108 в гентри 104. После того как пациент или объект установлен в заданное положение, рентгеновский источник 110 испускает проецирующее рентгеновское излучение 112, подлежащее сбору рентгеновской системой 114 измерения данных внутри гентри 104. (На фиг. 1, участок 116 гентри 104 выполнен в разрезе, чтобы показать рентгеновский источник 110 и рентгеновскую систему 114 измерения данных, которые расположены внутри гентри 104). Система 114 измерения данных содержит несколько фотодетекторов (не показанных), расположенных на опоре 118. Рентгеновский источник 110 и система 114 измерения данных одновременно поворачиваются вокруг апертуры 108 для регистрации данных формирования изображения КТ из разных положений, часто вместе с линейным перемещением стола 106. Упомянутый поворот возможен потому, что как рентгеновский источник 110, так и опора 118 установлены на общем роторе (не показанном) внутри гентри 104.

Затем, система 102 получения изображения КТ передает данные формирования изображения КТ в систему 120 формирования, обработки и отображения изображения КТ, по каналу 101 связи. Хотя системы 102 и 120 показаны и описаны в настоящей заявке в виде отдельных систем, в целях иллюстрации, упомянутые системы могут, в других вариантах осуществления, быть частью одной системы. Данные формирования изображения КТ проходят в процессор 122 изображений, который сохраняет данные в памяти 124. Процессор 122 изображений электронным образом обрабатывает данные формирования изображения КТ для генерирования изображений отображаемого пациента или другого объекта. Процессор 122 изображений может отображать полученные изображения на соответствующем дисплее 126. Для пользователя можно обеспечить пользовательское устройство 128 ввода, например клавиатуру и/или мышь, для управления процессором 122.

Системы измерения данных КТ (четырехсекционные)

Как показано на фиг. 2 и 3, одна система измерения данных, описанная в настоящей заявке, включает в себя детекторную матрицу 200 неорганических фотодетекторов, которая может быть печатной матрицей неорганических фотодетекторов. Матрица 200 составлена из нескольких, предпочтительно, неорганических фотодетекторов 202, созданных печатным способом на передней поверхности 203 подложки 204, каждый из которых формирует диксель 215 формирования изображения в матрице 200. Неорганические фотодетекторы 202, как показано на фиг. 2, имеют прямоугольную форму, хотя возможно использование любой формы, и, в предпочтительном варианте, размер фотодетекторов составляет, предпочтительно, приблизительно, от 0,5 до 5 мм на от 0,5 до 5 мм, и, в наиболее предпочтительном варианте, приблизительно, 1 мм на 1 мм. Неорганические фотодетекторы 202 могут быть расположены группами 206 фотодетекторов 202, например по шестнадцать фотодетекторов 202 в каждой группе 206. Между каждыми соседними группами 206 фотодетекторов 202 может быть зазор 207, чтобы облегчать надлежащее ориентирование фотодетекторов 202 в вышеописанной изогнутой конфигурации. Хотя на фиг. 2 и 3 не показано, между любыми двумя соседними фотодетекторами 202 в данной группе 206, обычно, может быть зазор, что дает, в результате, шаг в каждом направлении, приблизительно, 1,2 мм. Группы 206 расположены, например, в четыре ряда 208 и сорок два столбца 210, хотя на фигуре 2 показано только три столбца 210, что дает в сумме 2688 фотодетектора 202 в матрице 200. Таким образом, детекторная матрица 200 неорганических фотодетекторов, обычно, будет составлять от 75 до 100 см в длину L, приблизительно, 15 см в ширину W и, приблизительно, 100 мкм при толщине t. Данная матрица 200 пригодна для четырехсекционной системы формирования изображения КТ, в которой каждый из рядов 208 представляет формирующую изображение секцию. Таким образом, матрица 200 расположена в устройстве 100 формирования изображения КТ таким образом, что z-ось ориентирована, как показано на фиг. 2. Данная схема расположения неорганических фотодетекторов 202 в матрице 200 является всего лишь репрезентативной; возможно также применение любой другой схемы расположения соответственно требованиям конкретного применения.

Подложка 204 матрицы 200 неорганических фотодетекторов является предпочтительно прочным, но гибким пластиковым листом. Подложка 204 может быть, например, полиэтилентерефталатным (PET) листом, полиимидным листом, полиарилэфирэфиркетоновым (PEEK) листом или нейлоновым листом. Несколько опорных отверстий 211 расположены вдоль каждой стороны подложки 204.

Неорганические фотодетекторы 202 можно наносить на подложку 204, например, по печатной технологии. В качестве примерного варианта осуществления, в публикации патентной заявки США № 2007/0163639, поданной Робинсоном с соавторами (Robinson et al.), предложены способ и устройство для изготовления фотоэлектрических элементов, содержащих неорганические полупроводниковые пленки на основе соединений группы 11 (старый тип IB), группы 13 (старый тип IIIA) и/или группы 16 (старый тип VIA) соединений, и они включены в настоящую заявку путем отсылки. В сущности, способ, предложенный в заявке № 2007/0163639 Робинсона с соавторами, начинается с дисперсионного материала, который содержит, по меньшей мере, один элемент из группы 11, 13 и/или 16. Среди других преимуществ, использование соединений из группы 16 или халькогенидных соединений снижает, в результате, температуру плавления, что дает преимущество по сравнению с обычными дисперсионными материалами на основе Si. Однако, в связи с настоящим изобретением, дисперсионный материал может использовать любой элемент из групп 11, 13 и/или 16. В одном предпочтительном варианте осуществления, используют соединение CIGS (медь-индий-галлий-диселенид) для формирования дисперсионного материала. В другом предпочтительном варианте осуществления, можно использовать полупроводник на основе золота, например AuInGaSe₂ или AuInThSe₂.

В соответствии со способом, предложенным в заявке № 2007/0163639 Робинсона, дисперсионный материал наносят на подложку для формирования исходного слоя, например, по высокопроизводительной технологии ротационной печати. Полученный исходный слой, в свою очередь, отверждают для формирования тонкой, но плотной полупроводниковой пленки. Этап отверждения можно ускорить нагреванием исходного слоя до температуры выше, чем температура отжига исходного слоя, но ниже, чем температура плавления подложки. Применение подложки с очень высокой температурой плавления, например, PEEK (полиарилэфирэфиркетоновой), допускает более высокотемпературное отверждение. Затем, отвержденную пленку используют для формирования полупроводникового поглотителя для фотодетекторного устройства. Для прямой регистрации рентгеновского излучения, предусмотренной в настоящем случае, геометрию и состав материала полупроводникового фотодетектора следует выбирать так, чтобы оптимизировать эффективность сбора носителей заряда электродами на внешних поверхностях полупроводникового диода и, тем самым, максимизировать сбор носителей заряда, порожденных преобразованием падающего рентгеновского излучения, для сбора с минимальным временем задержки.

Способ печати, в соответствии с заявкой № 2007/0163639 Робинсона с соавторами является одним из примеров подходящего способа печати; но можно также воспользоваться другими подходящими технологиями печати. Для четырехсекционной матрицы, например матрицы 200, упомянутые технологии содержат другие виды ротационной печати, трафаретную печать и печать методом центрифугирования неорганических фотодетекторов 202 с низкой разрешающей способностью на подложке 204. Для нанесения неорганических фотодетекторов 202 на подложку 204, когда требуется высокая четкость, например, для создания еще более мелких дикселей, можно также использовать технологию краскоструйной печати.

Неорганические фотодетекторы 202 примерной матрицы 200 являются прямыми детекторами; то есть они непосредственно захватывают падающее рентгеновское излучение и формируют электрический сигнал, характеризующий падающее рентгеновское излучение. В альтернативных вариантах осуществления, фотодетекторы могут быть детекторами непрямого преобразования; в данных вариантах осуществления, поверх фотодетекторов располагают сцинтилляционные элементы для преобразования падающего рентгеновского излучения в свет другого вида, и свет данного другого вида затем захватывается фотодетекторами для непрямого формирования электрического сигнала, характеризующего падающее рентгеновское излучение.

Как показано на фиг. 4, электрические проводники 212 на передней поверхности 203 подложки 204 проходят от каждого неорганического фотодетектора 202 к боковой стороне матрицы 200. На фигуре 2, проводники 212 не показаны для большей понятности данной фигуры. Проводники 212 для неорганических фотодетекторов 202 в двух внутренних рядах 208 могут проходить между двумя соседними фотодетекторами 202 в двух внешних рядах 209. Проводники 212 соединяют неорганические фотодетекторы 202 с «активными» электронными компонентами 214, смонтированными с каждой боковой стороны матрицы 200, например усилителями, аналого-цифровыми преобразователями, мультиплексорами, специализированными интегральными схемами (ASIC) и т.п., вместе с выходными соединителями. Активные электронные компоненты 214 могут быть сформированы на краевых полях шириной, приблизительно, 5 см. При этом проводники 212 могут подводить питание к каждому неорганическому фотодетектору 202, а также проводить выходные сигналы из него. Кроме того, один электрод каждого неорганического фотодетектора 202 подсоединен также к заземлению, которое может быть общим заземлением, например, через прозрачный проводящий слой, расположенный над фотодетекторами 202.

В альтернативном варианте осуществления, фотодетекторы 202 могут быть сформированы несколькими пакетированными слоями. В данных вариантах осуществления, сначала отдельно формируют каждый слой фотодетектора 202 посредством размещения неорганического материала, который, предпочтительно, имеет толщину, по меньшей мере, приблизительно, 100 мкм, на подложке и затем, его отверждением для формирования полупроводникового слоя. Затем полупроводниковые слои пакетируют и наслаивают, чтобы сформировать достаточно толстый полупроводник для эффективного поглощения рентгеновского излучения. В предпочтительном варианте, данные слои из соединения CIGS пакетируют до общей толщины, приблизительно, 3,5 мм. Затем, толстый полупроводник размещают на основной подложке, при этом основная подложка содержит электрические проводники 212 и «активные» электронные компоненты 214 для обработки сигнала из толстого многослойного полупроводника.

Как показано на фиг. 5, после того как матрица 200 неорганических фотодетекторов собрана для формирования дикселей 215, упомянутую матрицу можно вставить в опору 118 для использования в качестве системы 114 измерения данных в устройстве формирования изображения КТ, например вышеописанном устройстве 100. Таким образом, на фиг. 5 схематично изображено относительное взаимное расположение рентгеновского источника 110, который формирует рентгеновские проекции 112 пациента или объекта 502, подлежащего формированию изображения и лежащего на столе 106, и матрицы 200 неорганических фотодетекторов. Опора 118 может содержать опорные штифты 504, которые проходят через опорные отверстия 211 в подложке 204 матрицы 200, чтобы надлежащим образом совмещать матрицу 200 внутри опоры 118 и, тем самым, в устройстве 100 в целом. Штифты 504 можно дополнительно использовать для надлежащего совмещения, по меньшей мере, одной противорассеивающей сетки (не показанной) над матрицей 200. В рабочем положении на опоре 118, матрицу 200 можно закреплять дополнительно или только подходящим клеем. Матрица 200 и опора 118 совместно образуют систему 114 измерения данных. На фиг. 5, размер дикселей 215 намного завышен для пояснения, относительно размера других компонентов в устройстве. Как уже упоминалось, в реальной системе 114 измерения данных может быть, приблизительно, сорок две группы 206 дикселей 215, охватывающих длину дуги системы 114 измерения данных, вместо пятнадцати групп 206, показанных на фигуре. По внутренней поверхности дуги матрицы 200 можно разместить слой 506 из пластика, например политетрафторэтилена (PTFE), наполненного TiO₂. Данный слой 506 дополнительно усиливает прочность матрицы 200.

Детекторную матрицу 200 неорганических фотодетекторов можно изготавливать и собирать в системе измерения данных в соответствии с технологическим процессом 600 блок-схемы последовательности операций, показан на фиг. 6. Порядок этапов технологического процесса 600, показанного на фиг. 6, можно изменять соответственно потребностям конкретного применения, и некоторые этапы можно добавлять или исключать из примерного технологического процесса 600, представленного и описанного в настоящей заявке.

Сначала неорганический исходный материал наносят на этапе 602 на переднюю поверхность 203 подложки 204 в виде матрицы 200 фотодетекторов 202. Упомянутое нанесение можно обеспечить, например, посредством технологического процесса печати, в ходе которого неорганический материал, образующий фотодетекторы 202, печатают на подложке 204 подобно тому, как пояснялось выше. В зависимости от размера и применения фотодетекторной матрицы 200, подходящие технологические процессы печати могут содержать ротационную печать, трафаретную печать, печать методом центрифугирования и краскоструйную печать. Неорганический материал можно также наносить из раствора и подвергать фототравлению для формирования рисунков.

Затем, матрицу 200 нагревают и отверждают на этапе 604 для формирования тонкой, но плотной пленки полупроводника.

На этапе 606 в подложке 204 формируют опорные отверстия 211.

На этапе 608 на переднюю поверхность 203 подложки 204 наносят электрические проводники 212, по одному проводнику 212, проходящему от каждого неорганического фотодетектора 202 к боковой стороне матрицы 200. Проводники 212, подобно самим фотодетекторам 202, можно дополнительно наносить с помощью технологического процесса печати на переднюю поверхность 203 подложки 204, где находятся фотодетекторы 202. Аналогично, один электрод каждого неорганического фотодетектора 202 соединяют с общим заземлением, например, через прозрачный проводящий слой, расположенный над фотодетекторами 202. На этапе 610, с каждой боковой стороны матрицы 200 присоединяют соответствующие «активные» электронные компоненты 214, например усилители, аналого-цифровые преобразователи, мультиплексоры, специализированные интегральные схемы (ASIC) и т.п., вместе с выходными соединителями.

Матрицу 200 органических фотодетекторов изгибают на этапе 612 по дуге для согласования по форме с радиусом жесткой опоры 118, с центром на рентгеновском источнике 110. Изогнутую матрицу 200 устанавливают, на этапе 612, на опоре, например, с помощью опорных штифтов 504 и/или клея, или любого другого средства, чтобы обеспечить точное позиционирование, необходимое для надлежащей фокусировки фотодетекторов 202 на рентгеновском источнике 110.

На этапе 614 выполняют электронные соединения и устанавливают любые дополнительные электронные компоненты, необходимые для окончательного выполнения сборки системы измерения данных. На этапе 616 по внутренней поверхности дуги матрицы 200 можно дополнительно разместить слой 506 из белого пластика, например политетрафторэтилена (PTFE). Данный слой 506 дополнительно усиливает прочность матрицы 200.

Системы измерения данных КТ (более чем четырехсекционные)

Вышеописанная матрица 200 неорганических фотодетекторов пригодна для четырехсекционного устройства формирования изображения КТ. Изготовление упомянутой матрицы 200 для системы формирования изображения КТ большего масштаба, например, от шестнадцатисекционной до шестидесятичетырехсекционной или стодвадцативосьмисекционной может быть трудной задачей. На передней поверхности 203 опоры 204 матрицы должно быть достаточно места как для фотодетекторов 202, так и проводников 212, без чрезмерного уменьшения активных поверхностей фотодетекторов 202 и уменьшения их чувствительности. Для преодоления упомянутых осложнений предложена альтернативная детекторная матрица 700 неорганических фотодетекторов, показанная на фиг. 7 и 8, которая более пригодна для систем формирования изображения с более чем четырьмя секциями. В частности, на фигурах показана половина данной матрицы 700 с одной стороны средней линии 701. Две половины матрицы 700, одна половина, показанная на фигурах, и другая, не показанная половина, расположены симметрично относительно средней линии 701.

Таким образом, матрица 700 состоит из нескольких неорганических фотодетекторов 702, расположенных на передней поверхности 703 подложки 704, каждый из которых формирует диксель 715 формирования изображения в матрице 700. Неорганические фотодетекторы 702, показанные на фиг. 7, имеют прямоугольную форму, хотя, в подходящих случаях, можно применять любые другие формы, например шестиугольные формы, и, в предпочтительном варианте, размер фотодиодов составляет, приблизительно, от 0,5 до 5 мм на от 0,5 до 5 мм, и, в наиболее предпочтительном варианте, приблизительно 1 мм на 1 мм. Неорганические фотодетекторы 702 можно располагать группами 706 фотодетекторов 702, например по шестнадцать фотодетекторов 702 в каждой группе 706. Между каждыми соседними группами 706 фотодетекторов 702 может быть зазор 707, чтобы облегчать надлежащее ориентирование фотодетекторов 702 в вышеописанной изогнутой конфигурации. Группы 706 расположены, например, в шестнадцать рядов 708 и сорок два столбца 710, хотя на фиг. 7 показано только три столбца 710. Таким образом, детекторная матрица 700 неорганических фотодетекторов, обычно, будет составлять, приблизительно, от 75 до 100 см в длину L, приблизительно, от 20 до 30 см в ширину W и, приблизительно, 100 мкм по толщине t. Данная матрица 700 пригодна для системы шестнадцатисекционной КТ-формирования изображения, в которой каждый из шестнадцати рядов 708 представляет формирующую изображение секцию. Таким образом, матрица 700 расположена внутри устройства 100 формирования изображения КТ таким образом, что z-ось ориентирована, как показано на фиг. 7. Данная схема расположения неорганических фотодетекторов 702 в матрице 700 является всего лишь репрезентативной; возможно также применение любой другой схемы расположения соответственно требованиям конкретного применения.

Каждый фотодетектор 702 состоит из неорганического материала, уже описанного выше в связи с фотодетекторами 202 матрицы 200. Неорганические фотодетекторы 702 могут быть нанесены на подложку 704, например, с помощью технологического процесса печати. Подходящие технологические процессы печати содержат ротационную печать, трафаретную печать и печать методом центрифугирования неорганических фотодетекторов 702 с низким разрешением на подложке 704. Технологический процесс краскоструйной печати также можно применять для нанесения неорганических фотодетекторов 702 на подложку 704. Неорганический материал можно также наносить из раствора и подвергать фототравлению для формирования рисунков.

Также как в матрице 200, подложка 704 детекторной матрицы 700 неорганических фотодетекторов является, предпочтительно, прочным, но гибким пластиковым листом. Подложка 704 может быть, например, полиэтилентерефталатным (PET) листом, полиимидным листом, полиарилэфирэфиркетоновым (PEEK) листом или нейлоновым листом. Аналогичным образом, подложка содержит опорные отверстия 711. Однако, в отличие от матрицы 200, проводники 712 матрицы 700 расположены не на передней поверхности 703 подложки 704.

Вместо вышеописанного, как схематично показано на фиг. 8 и 9, проводники 712 расположены на дистальной поверхности 705 подложки 704, противоположной передней поверхности 703, и соединены с соответствующими фотодетекторами 702 через отверстия 720 в подложке 704. Данная конструкция полезна из-за пространственных ограничений на передней поверхности 703 подложки 704, обусловленных большим числом фотодетекторов 702, расположенных на передней поверхности. Поскольку дистальная поверхность 705 подложки 704 не содержит никаких фотодетекторов 702, то на данной поверхности имеется намного больше доступного пространства для размещения проводников 712, чем на передней поверхности 703.

Отверстия 720 в подложке 704 можно выполнить с использованием сфокусированного пучка непрерывного или импульсного лазера, например 10,6-мкм лазера на двуокиси углерода (CO₂) или 1,06-мкм лазера на Nd-YAG. Если применяют непрерывный лазер, то целесообразно применить защитную азотную атмосферу. Проводник 712, покрывающий соответствующие области дистальной поверхности 705 подложки 704, является, предпочтительно, полированным металлом или другим хорошим отражателем лазерного пучка и блокирует его дополнительное прохождение. После формирования отверстий 720, их можно наполнить микрокаплями проводящего клея 722 со стороны передней поверхности 703, чтобы выполнить соединение с проводником 712 на дистальной поверхности 705. В предпочтительном варианте, чтобы обеспечить возможность изгиба без повреждения на последующей стадии, используют гибкую полимерную смолу.

Проводники 712 можно сформировать на дистальной поверхности 705 подложки 704 (которая может быть непоглощающим глянцевым пластиком), с использованием обычной технологии краскоструйной печати. Типичный пример упомянутой технологии приведен в патенте США № 5933168, включенном в настоящую заявку путем ссылки ввиду раскрытия в приведенном патенте технологии краскоструйной печати, по которой создаются капли от 5 до 7 нанограмм. Для применения принципов приведенного патента или другой традиционной технологии краскоструйной печати, желательно в качестве материала фотодетектора 702 и/или материала проводника 712 и 722 выбрать материал, который соответствует гидравлическим параметрам используемой текучей краски. Теоретически, упомянутые параметры содержат отношение плотности к объемной сжимаемости, кинематическую вязкость, угол смачивания и поверхностное натяжение. Рекомендуется выбрать резиновую диафрагму, устойчивую к материалам, наносимым печатью. Считается, что краскоструйная печать может обеспечить расстояние между соседними параллельными проводниками 712 до, приблизительно, 16 мкм, которое соответствует 32-мкм шагу и плотности более, чем 30 проводников на миллиметр.

При этом, как показано на фиг. 8 и 9, отдельные и плотно расположенные электрические проводники 712 проходят от каждого неорганического фотодетектора 702 к боковой стороне матрицы 700. Проводники 712 соединяют, тем самым, неорганические фотодетекторы 902 с «активными» электронными компонентами 714, смонтированными на каждой боковой стороне матрицы 700, например усилителями, аналого-цифровыми преобразователями, мультиплексорами, специализированными интегральными схемами (ASIC) и т.п., вместе с выходными соединителями. Электронные компоненты 714 могут быть сформированы на краевых полях шириной, приблизительно, 5 см, вдоль боковых сторон, и могут находиться либо на передней поверхности 703, либо на дистальной поверхности 705 подложки 704. При этом проводники 712 могут подводить питание к каждому неорганическому фотодетектору 702, а также выводить выходные сигналы из него. Кроме того, один электрод каждого неорганического фотодетектора 702 подсоединен также к общему заземлению, например, через прозрачный проводящий слой, расположенный над фотодетекторами 702.

Неорганические фотодетекторы 702 примерной матрицы 700 являются прямыми детекторами; то есть они непосредственно захватывают падающее рентгеновское излучение и формируют электрический сигнал, характеризующий падающее рентгеновское излучение. В альтернативных вариантах осуществления, фотодетекторы могут быть детекторами непрямого преобразования; в данных вариантах осуществления, поверх фотодетекторов располагают сцинтилляционные элементы для преобразования падающего рентгеновского излучения в свет другого вида, и свет данного другого вида затем захватывается фотодетекторами для непрямого формирования электрического сигнала, характеризующего падающее рентгеновское излучение.

В альтернативном варианте осуществления, показанном на фиг. 7A, фотодетекторы 702 могут быть сформированы несколькими пакетированными слоями, например пятью слоями 702a - 702e, показанными на фиг. 7A. В данных вариантах осуществления, сначала отдельно формируют каждый слой многослойного фотодетектора 702' посредством размещения неорганического материала, который, предпочтительно, имеет толщину, по меньшей мере, приблизительно, 100 мкм, на подложке и затем, его отверждением для формирования полупроводникового слоя. Затем полупроводниковые слои 702a-702e пакетируют и наслаивают, чтобы сформировать матрицу толстых полупроводниковых фотодетекторов 702'. В данном многослойном пакете 702', слои 702a-702e фотодетектора прямого преобразования находятся точно друг на друге, без промежуточных элементов.

Затем толстый пакет 702' полупроводникового фотодетектора размещают на основной подложке, например подложке 704, при этом каждый слой 702a-702e фотодетектора прямого преобразования параллельно соединяют с соответствующим слоем, находящимся под ним, общим клеевым соединением 722. При этом проводящий клей 722 связывает набранный фотодетекторный пакет 702' и формирует, тем самым, один диксель. Каждый диксель подключается электрическими проводниками 712 к «активным» электронным компонентам 714 для обработки сигнала из толстого многослойного полупроводника 702'.

После того как детекторная матрица 700 неорганических фотодетекторов собрана, ее можно установить в опору 118 для использования в качестве системы 114 измерения данных в устройстве формирования изображения КТ, например вышеописанном устройстве 100. Данный технологический процесс является, по существу, таким, который представлен и описан выше в связи с детекторной матрицей 200 неорганических фотодетекторов, включая использование опорных штифтов 504.

Детекторную матрицу 700 неорганических фотодетекторов можно изготавливать и собирать в системе измерения данных в соответствии с технологическим процессом 1000 блок-схемы последовательности операций, показанным на фиг. 10. Порядок этапов технологического процесса 1000, показанного на фиг. 10, можно изменять соответственно потребностям конкретного применения, и некоторые этапы можно добавлять или исключать из примерного технологического процесса 1000, представленного и описанного в настоящей заявке.

Сначала неорганический исходный материал наносят на этапе 1002 на переднюю поверхность 703 подложки 704 в виде матрицы 700 фотодетекторов 702. Упомянутое нанесение можно обеспечить, например, посредством технологического процесса печати, в ходе котор