DE-102016218920-B4 - Dual-Energy-Detektionsvorrichtung, Dual-Energy-Detektionssystem und Dual-Energy-Detektionsverfahren

Abstract

Dual-Energy-Detektionsvorrichtung (110;430), die umfasst: eine erste Pixeldetektoranordnung (120), die, wenn die Dual-Energy-Detektionsvorrichtung (110;430) mit einer Strahlenquelle (410) verwendet wird, proximal zu der Strahlenquelle (410) angeordnet ist, wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) zum Detektieren von Strahlenquellenphotonen, die verhältnismäßig niedrige Energie besitzen, konfiguriert ist; und eine zweite Pixeldetektoranordnung (170) distal von der Strahlenquelle (410), wobei die zweite Pixeldetektoranordnung (170) zum Detektieren der Strahlenquellenphotonen, die verhältnismäßig hohe Energie besitzen, die durch die erste Pixeldetektoranordnung (120) gegangen sind, konfiguriert ist; wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) eine Vielzahl von Reihen von ersten Pixeldetektoren umfasst, wobei jeder erste Pixeldetektor der ersten Pixeldetektoren ein erstes empfindliches Medium (220), eine erste lichtempfindliche Vorrichtung (150), eine erste Einfallsebene (130) für den Einfall der Strahlenquelle (410) und ein erstes Fenster (140), das mit der ersten lichtempfindlichen Vorrichtung (150) gekoppelt ist, umfasst, wobei die erste Einfallsebene (130) der Strahlenquelle (410) zugewandt ist; die zweite Pixeldetektoranordnung (170) eine einzelne Reihe von zweiten Pixeldetektoren umfasst, wobei jeder zweite Pixeldetektor der zweiten Pixeldetektoren ein zweites empfindliches Medium (320), eine zweite lichtempfindliche Vorrichtung (1100), eine zweite Einfallsebene (190) für den Einfall der Strahlenquelle (410) und ein zweites Fenster (180), das mit der zweiten lichtempfindlichen Vorrichtung (1100) gekoppelt ist, umfasst; und eine Pixelfläche von jedem zweiten Pixeldetektor der zweiten Pixeldetektoren ein Vielfaches einer Pixelfläche von einem der ersten Pixeldetektoren ist, wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) und die zweite Pixeldetektoranordnung (170) eingerichtet sind, um Röntgenstrahlenphotonen auf Megavoltniveau zu detektieren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Massendicke des ersten Pixeldetektors zu 4 mm gewählt ist, und dass eine Massendicke des zweiten Pixeldetektors zu 30 mm gewählt ist.

Inventors

• Qingjun Zhang
• Yuanjing Li
• Shuwei Li
• Ziran Zhao
• Weibin Zhu
• Junxiao Wang
• Jianhua Li

Assignees

• NUCTECH COMPANY LIMITED

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20160929

Priority Date

20151229

Claims (12)

1. Dual-Energy-Detektionsvorrichtung (110;430), die umfasst: eine erste Pixeldetektoranordnung (120), die, wenn die Dual-Energy-Detektionsvorrichtung (110;430) mit einer Strahlenquelle (410) verwendet wird, proximal zu der Strahlenquelle (410) angeordnet ist, wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) zum Detektieren von Strahlenquellenphotonen, die verhältnismäßig niedrige Energie besitzen, konfiguriert ist; und eine zweite Pixeldetektoranordnung (170) distal von der Strahlenquelle (410), wobei die zweite Pixeldetektoranordnung (170) zum Detektieren der Strahlenquellenphotonen, die verhältnismäßig hohe Energie besitzen, die durch die erste Pixeldetektoranordnung (120) gegangen sind, konfiguriert ist; wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) eine Vielzahl von Reihen von ersten Pixeldetektoren umfasst, wobei jeder erste Pixeldetektor der ersten Pixeldetektoren ein erstes empfindliches Medium (220), eine erste lichtempfindliche Vorrichtung (150), eine erste Einfallsebene (130) für den Einfall der Strahlenquelle (410) und ein erstes Fenster (140), das mit der ersten lichtempfindlichen Vorrichtung (150) gekoppelt ist, umfasst, wobei die erste Einfallsebene (130) der Strahlenquelle (410) zugewandt ist; die zweite Pixeldetektoranordnung (170) eine einzelne Reihe von zweiten Pixeldetektoren umfasst, wobei jeder zweite Pixeldetektor der zweiten Pixeldetektoren ein zweites empfindliches Medium (320), eine zweite lichtempfindliche Vorrichtung (1100), eine zweite Einfallsebene (190) für den Einfall der Strahlenquelle (410) und ein zweites Fenster (180), das mit der zweiten lichtempfindlichen Vorrichtung (1100) gekoppelt ist, umfasst; und eine Pixelfläche von jedem zweiten Pixeldetektor der zweiten Pixeldetektoren ein Vielfaches einer Pixelfläche von einem der ersten Pixeldetektoren ist, wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) und die zweite Pixeldetektoranordnung (170) eingerichtet sind, um Röntgenstrahlenphotonen auf Megavoltniveau zu detektieren, dadurch gekennzeichnet , dass eine Massendicke des ersten Pixeldetektors zu 4 mm gewählt ist, und dass eine Massendicke des zweiten Pixeldetektors zu 30 mm gewählt ist.
2. Vorrichtung (110;430) nach Anspruch 1 , wobei das erste empfindliche Medium (220) ein erster Szintillator ist; wobei jeder der ersten Pixeldetektoren den ersten Szintillator, der eine Rechteckform aufweist, und eine erste Reflexionsschicht (230), mit der der erste Szintillator beschichtet ist, umfasst, wobei die erste Reflexionsschicht (230) das erste Fenster (140) freilegt; und wobei eine Seite jedes der ersten Pixeldetektoren, die dem ersten Fenster (140) gegenüberliegt, die erste Einfallsebene (130) ist.
3. Vorrichtung (110;430) nach Anspruch 1 , wobei das zweite empfindliche Medium (320) ein zweiter Szintillator ist; und wobei jeder der zweiten Pixeldetektoren den zweiten Szintillator, der eine Rechteckform aufweist, und eine zweite Reflexionsschicht (330), mit der der zweite Szintillator beschichtet ist, umfasst, wobei die zweite Reflexionsschicht (330) das zweite Fenster (180) freilegt.
4. Vorrichtung (110;430) nach Anspruch 1 , wobei der erste Pixeldetektor ferner eine erste Datenerhebungsplatine (160) umfasst.
5. Vorrichtung (110;430) nach Anspruch 1 , wobei der zweite Pixeldetektor ferner eine zweite Datenerhebungsplatine (1110) umfasst.
6. Dual-Energy-Detektionssystem, das umfasst: eine Strahlenquelle (410), die sich auf einer Seite eines zu detektierenden Objekts (420) befindet; und eine Dual-Energy-Detektionsvorrichtung (110;430), die sich auf der anderen Seite des zu detektierenden Objekts (420) befindet; wobei die Dual-Energy-Detektionsvorrichtung (110;430) umfasst: eine erste Pixeldetektoranordnung (120) proximal zu der Strahlenquelle (410), wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) zum Detektieren von Röntgenstrahlenphotonen, die verhältnismäßig niedrige Energie besitzen, konfiguriert ist; und eine zweite Pixeldetektoranordnung (170) distal von der Strahlenquelle (410), wobei die zweite Pixeldetektoranordnung (170) zum Detektieren der Strahlenquellenphotonen, die verhältnismäßig hohe Energie besitzen, die durch die erste Pixeldetektoranordnung (120) gegangen sind, konfiguriert ist; wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) eine Vielzahl von Reihen von ersten Pixeldetektoren umfasst, wobei jeder erste Pixeldetektor der ersten Pixeldetektoren ein erstes empfindliches Medium (220), eine erste lichtempfindliche Vorrichtung (150), eine erste Einfallsebene (130) für den Einfall der Strahlenquelle (410) und ein erstes Fenster (140), das mit der ersten lichtempfindlichen Vorrichtung (150) gekoppelt ist, umfasst, wobei die erste Einfallsebene (130) der Strahlenquelle (410) zugewandt ist; wobei die zweite Pixeldetektoranordnung (170) eine einzelne Reihe von zweiten Pixeldetektoren umfasst, wobei jeder zweite Pixeldetektor der zweiten Pixeldetektoren ein zweites empfindliches Medium (320), eine zweite lichtempfindliche Vorrichtung (1100), eine zweite Einfallsebene (190) für den Einfall der Strahlenquelle (410) und ein zweites Fenster (180), das mit der zweiten lichtempfindlichen Vorrichtung (1100) gekoppelt ist, umfasst, und wobei eine Pixelfläche von jedem zweiten Pixeldetektor der zweiten Pixeldetektoren ein Vielfaches einer Pixelfläche von einem der ersten Pixeldetektoren ist, und wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) und die zweite Pixeldetektoranordnung (170) eingerichtet sind, um Röntgenstrahlenphotonen auf Megavoltniveau zu detektieren, dadurch gekennzeichnet , dass eine Massendicke des ersten Pixeldetektors zu 4 mm gewählt ist, und dass eine Massendicke des zweiten Pixeldetektors zu 30 mm gewählt ist.
7. System nach Anspruch 6 , wobei der erste Pixeldetektor ferner eine erste Datenerhebungsplatine (160) umfasst.
8. System nach Anspruch 7 , wobei der zweite Pixeldetektor ferner eine zweite Datenerhebungsplatine (1110) umfasst.
9. System nach Anspruch 8 , das ferner eine Verarbeitungsvorrichtung umfasst, wobei die Verarbeitungsvorrichtung mit der ersten Datenerhebungsplatine (160) bzw. mit der zweiten Datenerhebungsplatine (1110) verbunden ist, Ausgangssignale der ersten Pixeldetektoranordnung (120) und der zweiten Pixeldetektoranordnung (170) ausliest und auf der Grundlage der Ausgangssignale Informationen über die effektive Ordnungszahl des zu detektierenden Objekts (420) erfasst.
10. System nach Anspruch 6 , wobei die Strahlenquelle (410) eine Röntgenstrahlenquelle und eine Isotopenquelle umfasst.
11. Dual-Energy-Detektionsverfahren, das umfasst: Anordnen einer ersten Pixeldetektoranordnung (120) proximal zu einer Strahlenquelle (410), wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) zum Detektieren von Strahlenquellenphotonen, die verhältnismäßig niedrige Energie besitzen, konfiguriert ist, wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) eine Vielzahl von Reihen von ersten Pixeldetektoren umfasst, wobei jeder erste Pixeldetektor der ersten Pixeldetektoren einen ersten Szintillator, eine erste lichtempfindliche Vorrichtung (150), eine erste Einfallsebene (130) für den Einfall der Strahlenquelle (410) und ein erstes Fenster (140), das mit der ersten lichtempfindlichen Vorrichtung (150) gekoppelt ist, umfasst, wobei die erste Einfallsebene (130) der Strahlenquelle (410) zugewandt ist; Anordnen einer zweiten Pixeldetektoranordnung (170) distal von der Strahlenquelle (410), wobei die zweite Pixeldetektoranordnung (170) zum Detektieren der Strahlenquellenphotonen, die verhältnismäßig hohe Energie besitzen, die durch die erste Pixeldetektoranordnung (120) gegangen sind, konfiguriert ist, wobei die zweite Pixeldetektoranordnung (170) eine einzelne Reihe von zweiten Pixeldetektoren umfasst, wobei jeder zweite Pixeldetektor der zweiten Pixeldetektoren einen zweiten Szintillator, eine zweite lichtempfindliche Vorrichtung (1100), eine zweite Einfallsebene (190) für den Einfall der Strahlenquelle (410) und ein zweites Fenster (180), das mit der zweiten lichtempfindlichen Vorrichtung (1100) gekoppelt ist, umfasst, wobei eine Pixelfläche von jedem zweiten Pixeldetektor der zweiten Pixeldetektoren ein Vielfaches einer Pixelfläche von einem der ersten Pixeldetektoren ist; und Anstrahlen der ersten Pixeldetektoranordnung (120) von der ersten Einfallsebene (130) unter Verwendung der Strahlenquelle (410), wobei die erste Pixeldetektoranordnung (120) und die zweite Pixeldetektoranordnung (170) eingerichtet sind, um Röntgenstrahlenphotonen auf Megavoltniveau zu detektieren, dadurch gekennzeichnet , dass eine Massendicke des ersten Pixeldetektors zu 4 mm gewählt ist, und dass eine Massendicke des zweiten Pixeldetektors zu 30 mm gewählt ist.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , das ferner umfasst: Lesen von Ausgangssignalen der ersten Pixeldetektoranordnung (120) und der zweiten Pixeldetektoranordnung (170); und Erfassen von Informationen über die effektive Ordnungszahl eines zu detektierenden Objekts (420) auf der Grundlage der Ausgangssignale.

Description

TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Offenbarung betrifft das Gebiet der Strahlungsdetektionstechnologien und insbesondere eine Dual-Energy-Detektionsvorrichtung, ein Dual-Energy-Detektionssystem und ein Dual-Energy-Detektionsverfahren. HINTERGRUND In einem Röntgendetektionssystem auf dem Megavoltniveau sind die Verbesserung der Identifizierungsfähigkeit der effektiven Ordnungszahl für eine Substanz und die Verbesserung der Raumidentifizierungsfähigkeit zwei wichtige Aspekte, die zu entwickeln sind. Eine Detektionsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in JP 2010- 276 409 A offenbart. Weitere Detektionsvorrichtungen sind in US 4 963 746 A und DE 10 2011 089 595 A1 offenbart. Aus US 2007/0 114 426 A1 sind konkrete Maße für die Dicke gattungsgemäßer Detektoren bekannt. Die Aufgabe besteht darin, eine neue Dual-Energy-Detektionsvorrichtung, ein neues Dual-Energy-Detektionssystem und ein neues Dual-Energy-Detektionsverfahren zu schaffen, das die zwei zuvor genannten Aspekte verbessert. Die obigen in dem Hintergrundabschnitt offenbarten Informationen dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung. Somit können die obigen Informationen Informationen enthalten, die keine dem Durchschnittsfachmann bekannten Stände der Technik sind. ZUSAMMENFASSUNG Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Dual-Energy-Detektionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, ein Dual-Energy-Detektionssystem gemäß Anspruch 6 und ein Dual-Energy-Detektionsverfahren gemäß Anspruch 11 geschaffen werden. Die vorliegende Offenbarung schafft eine Dual-Energy-Detektionsvorrichtung, ein Dual-Energy-Detektionssystem und ein Dual-Energy-Detektionsverfahren, die die Fähigkeit zum Identifizieren eines Objekts verstärken können und Raumidentifizierungsindikatoren verbessern können. Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung hervor oder werden teilweise aus der Praxis der vorliegenden Offenbarung gelernt. In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Dual-Energy-Detektionsvorrichtung geschaffen. Die Vorrichtung enthält: eine Detektoranordnung mit ersten Pixeln proximal zu einer Strahlenquelle, wobei die Detektoranordnung zum Detektieren von Strahlenquellenphotonen, die verhältnismäßig niedrige Energie besitzen, konfiguriert ist; und eine Detektoranordnung mit zweiten Pixeln distal von der Strahlenquelle, wobei die Detektoranordnung zum Detektieren der Strahlenquellenphotonen, die verhältnismäßig hohe Energie besitzen, die durch die Detektoranordnung mit ersten Pixeln gegangen sind, konfiguriert ist. Die Detektoranordnung mit ersten Pixeln enthält eine Vielzahl von Reihen von Detektoren mit ersten Pixeln, wobei der Detektor mit ersten Pixeln ein erstes empfindliches Medium, eine erste lichtempfindliche Vorrichtung, eine erste Einfallsebene für den Einfall der Strahlenquelle und ein erstes Fenster, das mit der ersten lichtempfindlichen Vorrichtung gekoppelt ist, enthält, wobei die erste Einfallsebene der Strahlenquelle zugewandt ist; wobei die Detektoranordnung mit zweiten Pixeln eine einzelne Reihe von Detektoren mit zweiten Pixeln enthält, wobei der Detektor mit zweiten Pixeln ein zweites empfindliches Medium, eine zweite lichtempfindliche Vorrichtung, eine zweite Einfallsebene für den Einfall der Strahlenquelle und ein zweites Fenster, das mit der zweiten lichtempfindlichen Vorrichtung gekoppelt ist, enthält; und wobei jeder der Detektoren mit zweiten Pixeln dieselbe Pixelfläche wie eine entsprechende Vielzahl von Detektoren mit ersten Pixeln davon aufweist. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das erste empfindliche Medium ein erster Szintillator; enthält jeder der Detektoren mit ersten Pixeln den ersten Szintillator, der eine Rechteckform aufweist, und eine erste Reflexionsschicht, mit der der erste Szintillator beschichtet ist, wobei die erste Reflexionsschicht das erste Fenster freilegt; und wobei eine Seite jedes der Detektoren mit ersten Pixeln, die dem ersten Fenster gegenüberliegt, die erste Einfallsebene ist. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das zweite empfindliche Medium ein zweiter Szintillator; und enthält jeder der Detektoren mit zweiten Pixeln den zweiten Szintillator, der eine Rechteckform aufweist, und eine zweite Reflexionsschicht, mit der der zweite Szintillator beschichtet ist, wobei die zweite Reflexionsschicht das zweite Fenster freilegt. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält der Detektor mit ersten Pixeln ferner eine erste Datenerhebungsplatine. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält der Detektor mit zweiten Pixeln ferner eine zweite Datenerhebungsplatine. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthält die Strahlenquelle eine Röntgenstrahlenquelle und eine Isotopenquelle. In Üb