用于确定多能量x射线成像设备的虚拟输出的方法和系统

对其他申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月8日提交的美国临时申请No.62/682,540的优先权，其内容通过引用合并在本文。

技术领域

本公开总体上涉及x射线成像，更具体地涉及一种用于确定多能量x射线成像设备的虚拟输出的方法和系统。

背景技术

医学图像的质量和通过扩展其作为工具的价值仅取决于它可以将正在被成像的患者的解剖传达给观察者(诸如医师)的程度。解剖被理解得越好，医师具有的用于做出决定的信息就越精确。

在x射线成像中，经常降低图像质量的大噪声源是解剖噪声。其由源自三维(3D)患者的二维(2D)投影的正常解剖的叠加引起。这种噪声可能使正在被成像的组织模糊或者可能被误读为解剖异常。这种的简单实例是出于评估肺解剖的意图而获取的胸片，该胸片在所获得的图像中不可避免地被肋骨遮住。在这种情况下，肋骨是解剖噪声的主要来源，因为它们不是感兴趣的解剖。

提出的一种降低解剖噪声的技术是双能量(Dual-Energy，DE)成像。这种技术利用了x射线和物质相互作用的基本属性：不同组织类型不仅在诊断能量范围上具有不同的质量衰减系数(μ/ρ(E))，而且这些系数的变化率也将不同。

在DE成像中的一个挑战来自需要获得两个单独的低能量图像和高能量图像。为了实现这一点，在针对低能量(LE)图像的诊断范围的低端，以及在针对高能量(HE)图像的高端，在检测器处吸收的x射线光谱应当被重加权。DE成像能够将患者的投影分解成仅软组织和仅硬组织的图像。存在用于从LE和HE输入获得这些DE图像的若干数学方法，最值得注意的是对数减法和基础分解。

实际上，特定组织类型的完全删除通常是不可能的。若干因数有助于形成不能由数学技术捕捉的非理想情景。这些包括：与数学分析中所使用的理想化源相反的将使每个图像形成的x射线通量的广谱；正在被删除的组织的密度或质量衰减系数的不均匀性，该不均匀性使得不可能确定在计算权重因数时应当使用的确切值；以及来自正在被成像的物体和检测器两者的未被比尔朗伯特定律解释的x射线散射。这些非理想性还意味着权重因数的理论值不可能提供最佳可能的删除，要求观察者实验地或定性地计算其理想值。

在实际中获得这种光谱分离是以两种根本不同的方式实现的：源光谱对于两张图像是不同的(在此被称为多发DE成像)，或者检测器选择性地吸收更宽光谱的不同部分以形成每张图像(在此被称为单发DE成像)。不管所使用的方法如何，在获得高质量的组织选择性图像中，两个光谱的大分离是必要的。

在不同能量下获得图像的一种方式是在时间上顺序地采集，不改变成像系统的部分，而是改变x射线管生成的光谱。这是(有时称为kVp切换的)多发成像背后的概念，其中，第一图像是使用低x射线管kVp拍摄的，并且紧接着，第二图像是用高kVp获得的。由于低kVp束和高kVp束将具有不同的有效能量，因此得到的两个图像将主要包含分别在x射线诊断光谱的低端和高端中获得的信息。可替代地，代替修改曝光之间的源kVp，可以通过快速地将光谱滤波器移入束路径和移出束路径来改变源过滤。考虑到源过滤的能量谱上的选择性质，这将具有向检测器呈现两个不同光谱的效果。

还可以通过在不同的kVp值或源滤波器处获得若干连续图像来将这种方式扩展到多能量图像，这种方式然后允许更多的光谱信息以便以算法方式生成增强的图像。

不幸的是，这种技术中固有的时间间隔导致运动伪影出现在最终图像中，这可能对解释它的放射科医生或观察者造成很大挑战。这些伪影是图像中由连续图像中的解剖的轻微未对准引起的明显失真，并且通常源于在图像采集期间和在图像采集之间发生的患者运动或物体运动。

理想地，源管电压可以瞬时改变，使得一旦完成一次曝光，就可以开始下一次。然而，当前可商购的源要求至少150ms至200ms的连续曝光之间的间隔。这不仅归因于变化的电压，而且还因为需要改变管电流来实现图像的理想相对强度。虽然这个间隔对于大多数患者来说足够短以能够避免大的移动，但是心脏的、呼吸的和小的肌肉的运动被束缚在整个间隔中发生。由于这些移动，运动伪影将出现，由于心脏的大面积存在，这些移动可能是心脏的和肺部的成像中的特定障碍。此外，这个问题将随着为了允许更多的患者运动而在多能量成像中添加更多的图像采集而恶化，因为总采集时间将增加。

存在用于获得多能量图像的替代性方法，其通常被称为单发成像。该方法采取与多发成像相反的方式，并且在检测器而不是在源处实现光谱分离。这通过垂直地堆叠两个传感器层以形成已知为夹层构造的双层检测器来实现。一层(诸如顶层)主要吸收LE x射线，而第二层或底层吸收HE x射线。因此，使用这种技术，仅需要单次曝光，单次曝光在更高的kVp下进行以允许覆盖LE x射线和HE x射线两者的大光谱。该方法自此扩展到多层检测器，该多层检测器可在后续堆叠层处获得增加的有效能量的多个图像。

单发方式产生的实际问题是为了获得这些层之间的理想有效能量分离，必须针对特定组织类型和患者解剖调整敏感材料(其是闪烁体或直接转换材料)的质量负载(或等效地，它们的厚度)。由于在商业水平上，仅构建几个特定配置是可行的，这留下了一种折衷的解决方案，该解决方案可以最佳地拟合所有目标应用和患者类型为唯一的实际应用。

因此，提供了一种用于减轻或克服上述成像方法和设备的至少一个缺点的新颖的方法和设备。

发明内容

在本公开的一个方面中，提供了一种确定多能量x射线成像设备的至少一个虚拟输出的方法，该方法包括：从该多能量成像设备接收由不同x射线光谱生成的多个输出；基于x射线成像设备应用、x射线成像设备的物理属性或x射线源曝光设置来确定通用算法；将该多个输出作为输入代入该通用算法以确定参数，并生成用于该多能x射线成像设备和所确定的应用的虚拟输出算法；以及利用该虚拟输出算法来生成至少一个虚拟输出。

在另一方面，从多能量x射线成像设备接收的多个输出是从多能量x射线成像设备的一些层或所有层获得的；该多能量x射线成像设备为单发多层x射线成像设备。在进一步的方面，从多能量x射线成像设备接收的多个输出是从以不同的x射线源曝光设置进行的两次或更多次x射线曝光获得的；该多能量x射线成像设备为多发x射线成像设备。在另一方面，x射线源曝光设置包括源电压、源电流或源过滤。在又一方面，确定通用算法包括：确定多能量x射线成像设备正在用于的x射线应用；以及基于所确定的应用来选择通用算法。

在另一方面，选择通用算法包括：针对多层x射线成像设备选择的

在又一方面，利用虚拟输出算法包括：获得具有比从多能量x射线成像设备获得的输出更小的噪声分量的虚拟输出。在一个方面，利用虚拟输出算法包括：获得具有比从多能量x射线成像设备获得的输出更小的物体散射辐射分量的虚拟输出。在一个方面，由虚拟输出算法生成的至少一个虚拟输出中的一些或全部用于校正多层x射线成像设备的一个或更多个传感器层中的有故障的阵列像素、有故障的行或有故障的区域。在又一方面，由虚拟输出算法生成的至少一个虚拟输出中的一些或全部用于获得骨矿物质密度或骨矿物质面积密度测量。

在本公开的另一个方面中，提供了一种用于确定x射线成像系统的至少一个虚拟输出的x射线成像系统，该x射线成像系统包括：x射线源；包括至少一个传感器层的多能量x射线成像设备；处理器，用于从该x射线成像设备接收多个输入，并用于确定该x射线成像设备的至少一个虚拟输出，该处理器还包括计算机可读介质，该计算机可读介质具有存储在其中的指令，该指令如果被执行则使该处理器：基于x射线成像设备应用、x射线成像设备的物理属性和/或x射线源的曝光设置来确定通用算法；将多能量x射线成像设备的多个输出作为输入代入通用算法，以确定用于该x射线成像设备和所确定的应用的虚拟输出算法的参数；以及利用该虚拟输出算法来生成至少一个虚拟输出。

在另一方面，多能量x射线成像设备包括一组传感器层。在又一个方面，该多能x射线成像设备包括至少两个传感器层。在又另一个方面，该多能量x射线成像设备还包括在该至少两个传感器层中的至少两个传感器层之间的至少一个中间过滤层。在又另一方面，该中间过滤层包括金属材料过滤器、光电导体层或闪烁体层。在又另一个方面，该多能量x射线成像设备还包括在该至少两个传感器层中的至少两个传感器层之间的至少一个抗栅格层。

在一个方面中，至少一个传感器层中的每一个包括：光电导体层或闪烁体层。在另一方面，相邻传感器层的光电导体层或闪烁体层是彼此相邻的。在一个另外的方面，这些传感器层中的至少一个包括注入了闪烁体的玻璃衬底层。在又一方面，传感器层中的至少一个包括柔性衬底层和x射线吸收器。

附图说明

现在将参考附图仅通过实例的方式描述本公开的实施例。

图1是三层x射线成像设备的示意图；

图2a是多层x射线成像设备的示意图，图2a表示具有两层或更多层的x射线成像设备；

图2b是多发x射线成像设备的示意图，图2b表示在不同源电压、电流和/或过滤下获得两次或更多次曝光的x射线成像系统；

图3a是概述确定多能量x射线成像设备的虚拟图像输出的方法的流程图；

图3b是概述确定多层x射线成像设备的虚拟层输出的方法的流程图；

图3c是概述确定多发x射线成像设备的虚拟能量输出的方法的流程图；

图4a是概述实例总信号相对闪烁体滤波的曲线图；

图4b是针对三层检测器的样本输出的实例方程拟合的曲线图；

图5是间接n层x射线成像设备和直接n层x射线成像设备的示意图；

图6a和图6b是间接2层x射线成像设备和直接2层x射线成像设备的不同实施例的示意图；

图7a和图7b是间接3层x射线成像设备和直接3层x射线成像设备的不同实施例的示意图；

图8示出了射线照相成像环境的总体简图；

图9示出了二维有源矩阵成像阵列结构；

图10a是在层之间具有中间滤波器的间接n层x射线成像设备，以及在层之间具有中间滤波器的直接n层x射线成像设备的示意图；

图10b和10c是在一些层之间具有中间滤波器的间接3层x射线成像设备和在一些层之间具有中间滤波器的直接3层x射线成像设备的不同实施例的示意图；

图11a是在层之间具有抗散射栅格的间接n层x射线成像设备，以及在层之间具有抗散射栅格的直接n层x射线成像设备的示意图；以及

图11b和11c是在一些层之间具有抗散射栅格的间接3层x射线成像设备和在一些层之间具有抗散射栅格的直接3层x射线成像设备的不同实施例的示意图。

具体实施方式

本公开涉及一种用于确定多能量x射线成像设备的虚拟输出的方法和设备。在一个实施例中，该方法接收来自多层x射线成像设备的层的实际输出，然后处理该输出以确定多层x射线成像设备内其他不存在的层的输出，就好像它们是x射线成像设备内的实际物理层一样。在另一实施例中，该方法接收来自从多发成像设备获得的不同光谱/能量曝光的实际输出，然后处理该输出以确定其他未获得的光谱/能量曝光的输出。

图8示出了射线照相成像环境的总体简图。如图所示，x射线源10生成朝向物体12(例如，患者的手)传输的x射线束或x射线11，用于通过放射线照相检测器系统(radiography detector system，RDS)14成像。可以在计算机或处理器16上观察x射线曝光的结果。在可以被视为间接成像系统的当前实施例中，放射线照相检测器系统14包括闪烁体15。在直接成像系统中，x射线11在放射线照相检测器系统14内生成电荷，并且不需要闪烁体15。

对于一些放射线照相检测器系统14，同步硬件18对于获得x射线源10和正在对入射x射线束11进行采样的放射线照相检测器系统14之间的正确定时是必要的。在本公开中，放射线照相检测器系统14包括基于有源矩阵技术的大面积扁平面板检测器以实现物体12的成像。

通常，待成像的物体12被放置在放射源10和放射线照相检测器系统14之间。穿过物体12的x射线11与放射线照相检测器系统14相互作用。在间接成像中，x射线11在穿过荧光屏或闪烁体15(诸如，结构化碘化铯(Csl)、氧硫化钆(GOS)或氧化钙钨(CaWO

图9是放射线照相检测器系统14的示意图。RDS 14包括有源矩阵像素阵列20，该有源矩阵像素阵列20具有像素元件的二维矩阵，在该二维矩阵中，感测并存储由入射x射线直接或间接生成的电荷。为了访问每个像素处所存储的电荷，栅极线21典型地由行切换控制22顺序地驱动，使得一行中的所有像素将其存储的电荷输出到数据线23上，该数据线23耦接到每个有源矩阵像素阵列20列的末端处的电荷放大器24。电荷放大器24将像素电荷数据发送至模数转换器(A/D)26，其中，模拟信号被转换为数字表示。然后，数字表示被存储在存储器28中，等待在由控制逻辑29确定的时间传输到计算机16。电荷放大器除了它们的放大功能之外，还可以执行多路复用功能。

转向图1，示出了多层x射线成像检测器元件或设备的示意图。在当前实施例中，检测器元件14包括三个不同的传感器层，被看作顶层102、居间层或中间层104和底层106。如将理解的，在优选实施例中，顶层102、居间层104和底层106中的每一个彼此相同。每个传感器层可以被看作多层x射线检测器元件或成像检测器的单独层。在一个实施例中，每个层可以是耦接到闪烁体层的非晶硅(a-Si)扁平面板传感器层。可替代地，任何类型的间接或直接转换x射线检测层可以用于各个层。在其他实施例中，如图2a所示，检测器可以包括任何数量的堆叠传感器层(全部标记为102a至102n，其中n可以是任何数字)，每个堆叠传感器层具有其间接或直接转换材料。在操作期间，每个层将产生可以由本公开的方法使用以获得进一步的虚拟输出的输出。

可替代地，x射线成像设备可以是多发成像系统的一部分。在这种情况下，检测器仅包括一个传感器层，但是通过改变x射线源属性(诸如但不限于kVp和/或过滤)和重新曝光来获得多个图像。这些图像中的每个均可以被视为来自检测器的输出，该输出然后可以由所呈现的方法使用以获得表示其他源属性的进一步的虚拟输出。图2b中示出了用于在多发成像系统中使用的x射线成像检测器的示意图。

转到图3a，示出了概述了本公开的方法的基本步骤以及如何与多能量x射线成像设备或系统一起使用，以生成至少一个虚拟输出的流程图。图3b是概述确定至少一个虚拟层的输出的方法的流程图。在本实施例中，该方法可以用于具有两个或更多个传感器层的x射线检测器元件或x射线成像设备。在一个实施例中，本公开的方法和设备克服了使用具有不同x射线吸收器厚度的x射线检测器成像设备的挑战。在一个实施例中，该方法可以允许具有更通用的和改进的多能量成像能力的更简单的多层检测器设计。

首先，将x射线成像设备暴露于x射线源，使得来自每个层的输出由读出电子器件(诸如，但不限于读出阵列)读取到处理器。换句话说，系统接收来自多能量成像设备的输入(被视为层输出)，该输入可以被分类为由不同的x射线吸收光谱生成(200)。

基于x射线成像设备正用于的应用，然后处理器可以将这些输入输入或代入到优选地预定的或预选的通用算法或方程中，以确定x射线设备的虚拟输出算法(204)。这意味着计算或确定用于通用算法的参数。通用算法可以基于以下各项中的任一项进行选择：x射线成像装置的应用；该x射线成像装置或系统的物理特征；和/或在一次或更多次曝光中使用的特定x射线源设置。一旦计算出这些参数，就可以将它们输入到通用算法中或在通用算法中使用这些参数以确定或生成虚拟输出算法。然后，虚拟输出算法可以用于计算x射线成像设备的其他虚拟层的预期(或虚拟)输出，诸如图像(204)。

为了帮助理解该方法，提供了该方法的示例性实施例。提供了x射线束在被单个无限厚的闪烁体吸收时穿过物体之后，在x射线束中剩余的信号量的概览。在束路径中任何点处剩余的信号量被定义为：

其中，Φ(E)为剩余束的光谱，

如在图4a中可见，该信号在行进穿过该吸收器时呈指数衰减。通过考虑具有相同闪烁体材料和厚度的层的多层检测器的实施例，在每一层(S

其中，该方程中的值l

一旦拟合，针对每个像素的所找到的参数可以用于生成具有任何选定厚度和具有任何选定预滤波量的虚拟检测器层的图像。这样，可以找到x射线成像设备的虚拟输出算法以及x射线成像设备正用于的应用，然后使用该虚拟输出算法和该应用来计算虚拟层的值。例如，无限厚的底层可以用

因此，当前公开的优点在于，可以便于计算具有任意厚度的任何任意数量的层的虚拟多层检测器元件，甚至是诸如叠加层或无限厚的层的物理上不可能的检测器配置。这可以是双能量技术(其中，虚拟厚度可以被定制为生成最好的可能的组织减影的图像)和数字放射线照相技术(其中，可以通过生成不切实际的厚度的单个虚拟层或通过借助于更复杂的拟合方法智能地减少噪声来改进图像的质量)两者的益处或优点。

转到图3b，示出了概述确定多层x射线成像设备的虚拟层输出的方法的流程图。首先，从多层成像设备的每一层接收输入(诸如来自暴露于x射线源的多层x射线检测器的输出)(206)。然后，这些输入(或输出)代替每个像素作为通用算法的输入，以确定虚拟输出算法的参数并生成虚拟输出算法(208)。然后，虚拟输出算法可以用于生成将由虚拟层生成的完整或部分图像(210)。

转到图3c，示出了概述确定多发x射线成像设备的虚拟能量输出的方法的流程图。首先，接收来自多发成像设备的每个曝光的输出(212)。然后，这些输出代替每个像素作为通用算法的输入，以确定虚拟输出算法的参数并生成虚拟输出算法(214)。然后，虚拟输出算法可以用于确定虚拟曝光的完整或部分图像(216)。

虽然关于图3a、图3b或图3c公开用以描述信号改变的一些数学实施方式或方程，但可以使用任何数目的方程或算法作为通用算法。这些通用方程或算法可能需要不同数量的拟合参数，并且可以具有变化的拟合质量。一些将精确地拟合输入信号，而另一些可以通过使用信号作为参考来近似新的信号曲线。然而，它们都是类似的，因为它们采用不同层的输出或能量曝光作为输入或信号以及检测器的物理信息及其操作，诸如层闪烁体厚度和材料，或使用的不同源电压或过滤。

此外，应注意的是，虽然所公开的实施例讨论了使用具有所有相等吸收器的多层检测器来获得必要的拟合，但是设想了变化传感器类型和厚度的其他配置，并且这些配置可以改进拟合准确度并且允许更复杂的拟合算法。即使仅利用两层，图3b中的流程图的方法也可以是有用的。类似地，图3c中的流程图中的方法可以用于如图2b中所示的多发切换检测器系统，其中处于不同源电压、电流和/或过滤状态的任何数目的曝光可以用作可以接着生成虚拟曝光图像的算法的输入。

在具有较少层并且因此由通用算法使用的较少输出的多层检测器中，算法拟合准确度可能低。然而，这可以通过例如使用已知材料作为中间滤波器以在检测器层之间光谱分离束光谱来改善，从而允许给算法的信号的更宽的光谱覆盖范围。只要已知检测器设备的物理配置，就可以适配通用算法以适应任何配置并且生成允许计算虚拟层信号的适当的虚拟输出算法。类似地，只要在多发成像系统中已知曝光设置(诸如电压、电流和过滤)，就可以选择通用算法来适应所选参数并生成允许计算虚拟曝光信号的虚拟输出算法。

上面呈现的实施例是用于说明本技术的实例。如所提及的，可以修改本公开的方法的实现方式细节，以允许在特定的应用中或在给定的特定检测器系统中获得更好的结果。对所提供的实例的最简单的修改将是将通用方程或算法修改为另一个指数递减方程，诸如

另一个实例是使用具有相同或不同厚度的闪烁体的多层检测器来拟合束中的信号量，而不是所吸收的信号，从而用拟合方程来近似图4a中的曲线，并且假设每一层处的信号将是曲线的明确积分，例如可以将通用算法保留为：

其中，

此外，可以对本公开的方法进行修改以便与具有不同材料和不同厚度的闪烁体的多层检测器一起使用。在这种情况下，每个像素处的输入x射线光谱可以被拟合到参数化函数。这是可能的，因为已知每一层处的信号与每一层处的剩余光谱与该层的吸收效率的乘积成比例。

在另一个实施例中，可以使用两层或更多层的多层检测器，并且所获得的信号用于找到

在进一步的实现方式中，双层检测器可以与由相同闪烁体材料制成的中间滤波器一起使用，并且将信号拟合到方程

在另一个实施例中，可以使用四层检测器并且将信号拟合到任何先前提到的通用方程或具有四个参数的新方程(诸如

通过这些实例，清楚的是，不同类型的数学方法可以与任何多层x射线检测器结合使用以生成虚拟层信号。还将理解的是，本公开的方法可以扩展到任何多能量检测器系统，包括但不限于多发成像系统，其中，在不同的源电压、电流和/或过滤下拍摄单独的图像曝光。此方法可以适合不同输入光谱之间的趋势，且因此允许外推到其他输入源电压且更好地理解正被成像的材料。如应当明显的，由本公开的方法采取的方式在其他应用(诸如多光谱3D计算机断层摄影成像或实时成像)中也是同样有效的。

此外，可以使用本公开的方法来在算法上传递层之间或曝光之间的信息，同时维持局部对比度。这允许校正在x射线成像中典型地遇到的其他问题(包括校正故障阵列像素、故障行或故障区域)或减少电子或量子噪声。阵列故障校正可以允许放宽单个传感器层上的低的或最低的缺陷密度要求。针对噪声减少，可以获得类似的改进，其中，来自多层或多次曝光的数据可以减少真实信号的测量中的不确定性。

可以使用本公开的方法来校正多层x射线检测器设备中的各个传感器层中的故障阵列像素、故障行或故障区域的一种方式是：首先，识别一个传感器层中的各个故障像素或属于故障行或故障区域的所有像素；从多层检测器设备中的所有其他传感器层取得对应于那些像素或区域的输出，其中如果一个层的值对应于正被成像的物体的类似部分，则来自该层的输出对应于另一层中的输出；将这些输出拟合到通用算法以生成虚拟输出算法；使用虚拟算法获得所有故障像素或故障区域的虚拟输出以匹配原始传感器层的物理属性；并使用该虚拟输出替换该原始传感器层中的故障像素的值。显然，可以针对每一传感器层再现该方法，以从多层检测器设备的一些或所有层移除所有有故障的像素值。

传感器输出数据的噪声降低也可以通过利用本公开的方法来实现。这可以通过选择需要比多层成像设备中的层数或多发成像系统中的曝光更少的拟合参数的通用算法来完成，或者通过选择不对所有输出数据以相同方式加权的算法来完成。一旦找到用于此通用算法的虚拟输出算法，就可以生成具有与设备输出中的一者相同或类似的物理属性的虚拟输出层或曝光。根据所选择的通用算法的性质，此虚拟输出可以具有与原始设备输出类似的局部对比度，但具有较小的噪声分量。还可能仅替换原始输出的某些区域或空间频率分量以实现更好的结果。

本公开的方法的一个另外的应用是用于通过双能量x射线吸收测量法测量骨矿物质密度。用于虚拟输出算法的所找到的参数或所生成的虚拟层或曝光图像可以与关于x射线成像设备、关于所使用的曝光设置或关于x射线系统配置的任何附加信息结合使用，以计算成像的一些或全部骨区域中的密度或面积密度。

本公开的这种方法的进一步应用是物体散射校正。x射线辐射典型地从被成像的物体散射，导致图像质量的整体损失。本公开的方法可以利用典型的物体散射辐射中的光谱属性的差异，以将该差异从最终输出图像中分离并进而移除，从而提高图像质量。

在图5(n层)、图6a和图6b(两层方式)以及图7a和图7b(三层方式)中示意性地示出用于基于间接闪烁体的x射线检测器和基于直接光电导体的x射线方式两者的可以与本公开的方法一起使用的不同多层检测器。给定所用材料的性质，预期当曝光检测器时将存在从一层到另一层的一定量的散射或荧光辐射(此处分组在第一项下)，从而改变来自每一层的信号输出，这可能影响此处呈现的用于确定虚拟输出的方法。

如图5所示，检测器14包括“n”个传感器层500a，500b，...，500n。如将理解的，“n”表示任何数字。对于直接多层x射线检测器，每个传感器层500包括光电导体层502和衬底层504。对于间接多层x射线检测器，每个传感器层500包括闪烁体层506和衬底层508。

如图6a中所示，检测器包括第一传感器层500a、中间滤波器层510和第二传感器层500b。对于直接多层x射线检测器，每一传感器层500包括光电导体层502和衬底层504。在当前实施例中，中间滤波器层510可以是另一光电导体层512。对于间接多层x射线检测器，每个传感器层500包括闪烁体层506和衬底层508，其中中间滤波器层510可以是另一闪烁体层514。

图6b所示的实施例类似于图6a的实施例，将传感器层500内的光电导体层502和衬底层504的位置对调(直接)，并将传感器层500内的闪烁体层506和衬底层508的位置(间接)对调。

如图7a所示，检测器包括第一传感器层500a、第二传感器层500b和第三传感器层500c。对于直接多层x射线检测器，每个传感器层500包括光电导体层502和衬底层504。对于间接多层x射线检测器，每个传感器层500包括闪烁体层506和衬底层508。

图7b中所示的实施例类似于图7a的实施例，在第二传感器层500b与第三传感器层500c之间添加中间滤波器层。如将理解的，中间滤波器层还可以被放置在第一传感器层500a与第二传感器层500b之间。可替代地，中间滤波器层510可以放置在第一传感器层和第二传感器层之间以及第二传感器层和第三传感器层之间。

为了克服减少或最小化由x射线吸收层散射的辐射的挑战，可以采用各种策略。一种策略可以是选择具有低k边缘的材料(诸如非晶硒光电导体)，其中k荧光x射线具有小于12keV的能量并且因此不行进太远，或可替代地，可以是选择具有33keV荧光x射线的CsI闪烁体。同样，可以采用由与所选闪烁体相同的材料制成的中间滤波器来减少散射辐射的影响。此外，传感器层的取向可以如图6a、图7a和图7b中示意性示出的那样改变，其中传感器层500a的取向使得光电导体层502之间(直接)或闪烁体层506之间(间接)的距离最小化，从而减少与x射线k荧光相关联的散射距离。

可以使用其他技术来减少层之间的交叉散射。如图11a、图11b和图11c所示，这包括在先前提到的任何配置中的传感器层之间添加抗散射栅格，该抗散射栅格将不成比例地吸收散射辐射并因此减少层的信号值对应于散射的比例(称为散射对初级比率(scatter-to-primaryratio))。

图11a是包括多个传感器层500a，500b，...，500n的多层检测器500的示意图，其中，“n”可以是任何数字。位于传感器层500之间的是抗散射栅格层516。与先前的实施例一样，每个直接传感器层包括光电导体层502和衬底层504，并且每个间接传感器层包括闪烁体层506和衬底层508。

图11b是包括三(3)个传感器层500a、500b和500c和单个抗散射栅格层516的多层检测器500的示意图，该单个抗散射栅格层516在第一传感器层和第二传感器层之间。图11c是包括三个(3)传感器层500a、500b和500c和单个抗散射栅格层516的多层检测器500的示意图，该单个抗散射栅格层516在第二传感器层和第三传感器层之间。

类似地，如图10a、图10b和图10c中所示，可以在传感器层之间添加中间滤波器，该中间滤波器将不成比例地吸收散射光子，因为这些光子主要是诊断x射线光谱的低端中的能量。可以选择中间滤波器的具体材料类型以调谐散射能量吸收。在一个实施例中，用于一个或更多个中间过滤器的材料选择是金属的，诸如铜、铝或银。

图10a是包括多个传感器层500a，500b，...，500n的多层检测器500的示意图，其中，“n”可以是任何数字。位于传感器层500之间的是中间滤波器层518。与先前的实施例一样，每一直接传感器层包括光电导体层502和衬底层504，并且每一间接传感器层包括闪烁体层506和衬底层508。

图10b是包括三(3)个传感器层500a、500b和500c以及单个中间滤波器层518的多层检测器500的示意图，该单个中间滤波器层518在第一传感器层和第二传感器层之间。图11c是包括三个(3)传感器层500a、500b和500c和单个中间滤波器层518的多层检测器500的示意图，该单个中间滤波器层518在第二传感器层和第三传感器层之间。

另一技术是通过利用尽可能薄的衬底来减小或最小化x射线吸收器层之间的距离，其中，可以通过使用柔性衬底来显著地减小x射线吸收器层的厚度。最后，该距离可以通过以注有闪烁体的衬底的形式组合衬底和吸收器层而完全移除。

在前面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多细节以便提供对这些实施例的全面理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以不需要这些具体细节。在其他实例中，众所周知的结构可以以框图形式示出，以便不使理解模糊不清。例如，未提供本文中所描述的实施例的元件是被实施为软件例程、硬件电路、固件还是其组合的具体细节。

本公开的实施例或其部件可以被设置为或表示为存储在机器可读介质(也称为计算机可读介质、处理器可读介质或具有体现在其中的计算机可读程序代码的计算机可用介质)中的计算机程序产品。机器可读介质可以是任何合适的有形的、非暂态介质，包括磁、光或电存储介质(包括磁盘、紧凑型光盘只读存储器(CD-ROM)、存储器设备(易失性或非易失性)或类似的存储机制)。机器可读介质可以包含指令、代码序列、配置信息或其他数据的不同集合，当所述指令、代码序列、配置信息或其他数据被执行时，使处理器或控制器根据本公开的实施例执行方法中的步骤。所属领域的普通技术人员将了解，实施所描述的实施方式所必需的其他指令和操作也可以存储在机器可读介质上。存储在机器可读介质上的指令可以由处理器、控制器或其他合适的处理装置执行，并且可已与电路接口连接以执行所描述的任务。

上述实施例旨在仅是实例。在不脱离仅由所附权利要求书界定的范围的情况下，所属领域的技术人员可以对特定实施例实施更改、修改和变型。