用于使用单个像素进行电荷共享识别和校正的系统和方法技术方案

技术编号:17215966 阅读:31 留言:0更新日期:2018-02-08 01:57
提供了一种辐射检测器系统,其包括半导体检测器、多个像素化阳极和至少一个处理器。像素化阳极中的至少一个被配置成产生对应于由该像素化阳极收集的电荷的收集电荷信号,并且产生对应于由相邻阳极收集的电荷的非收集电荷信号。所述至少一个处理器包括其中存储有指令的有形和非暂时性存储器,所述指令被配置成指导所述至少一个处理器:确定收集电荷信号的收集值;确定非收集电荷信号的非收集值;确定非收集电荷信号的校准值;使用收集值和校准值确定由电荷共享事件产生的总电荷;并且如果总电荷超过预定值,则将电荷共享事件计数为单个事件。

System and method for identification and correction of charge sharing using a single pixel

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用单个像素进行电荷共享识别和校正的系统和方法
_本说明书公开的主题一般涉及医学成像系统,更具体地涉及识别和校正电荷共享事件。
技术介绍
在诸如单光子发射计算机断层扫描(SPECT)或正电子发射断层扫描(PET)成像的核医学(NM)成像中,放射性药物在体内施用到患者。通常安装在扫描架上的检测器(例如,伽马照相机)捕获由放射性药物发射的辐射,并且该信息被计算机使用以形成图像。NM图像主要显示例如患者或患者被成像的部分的生理功能。检测器可以包括像素化阳极的阵列。如果由放射性药物发射的辐射在导致在相邻像素之间共享检测到的所得电荷的位置处被检测器吸收,则可能发生共享电荷事件。在相邻的像素化阳极中的任一者上的共享电荷事件可能没有大到足以被识别为要被考虑的事件,导致信息丢失和少计数。用于恢复或校正电荷共享事件的某些已知方法采用组合来自共享共享电荷事件的两个相邻像素的信息的概念。然而,这种方法可能具有许多缺点。例如,如果一对事件中的一个事件低于阈值,则可能不会检测到该事件。作为另一示例,从两个像素恢复的信号可能遭受额外的噪声(例如,来自两个而不是一个像素的噪声),这可能降低信噪比。使用来自两个像素的信息需要时间一致性检测,增加计算或处理的复杂性。此外,使用来自两个像素的信息可能导致表面复合损失和/或可能遭受被误解为共享电荷事件的相邻像素中的信号的随机符合。
技术实现思路
根据一个实施例,提供了一种辐射检测器系统,其包括半导体检测器,多个像素化阳极以及至少一个处理器(例如,可以包括在电子电路或设备中的至少一个处理器,所述设备为例如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))。半导体检测器具有表面。多个像素化阳极设置在半导体检测器的表面上。像素化阳极中的至少一个被配置成产生对应于由该像素化阳极收集的电荷的收集电荷信号,并且产生对应于由该像素化阳极的相邻阳极收集的电荷的非收集电荷信号。所述至少一个处理器可操作地联接到像素化阳极。所述至少一个处理器包括其中存储有指令的有形和非暂时性存储器,所述指令被配置成指导所述至少一个处理器:确定像素化阳极中的收集电荷信号的收集值;确定对应于由相邻阳极收集的电荷的像素化阳极中的非收集电荷信号的非收集值;使用由校准因子调整的非收集电荷信号的值来确定由相邻阳极收集的电荷的校准值;使用收集值和校准值来确定由像素化阳极和相邻阳极收集的电荷共享事件产生的总电荷;并且如果使用收集值和校准值确定的电荷共享事件的总电荷超过预定值,则将电荷共享事件计数为与像素化阳极或相邻阳极之一相关的单个事件。根据另一个实施例,提供了一种辐射检测器系统,其包括半导体检测器、多个像素化阳极和至少一个处理器。多个像素化阳极设置在半导体检测器的表面上。像素化阳极包括第一组阳极和第二组阳极的阵列。第一组阳极中的阳极被提供有第一电压,第二组阳极中的阳极被提供有不同于第一电压的第二电压。相邻阳极之间的电荷共享线被定位在由第一组阳极限定的边界内。第一组阳极中的阳极限定第一表面区域,第二组阳极中的阳极限定第二表面区域。第一表面区域大于第二表面区域,第二电压大于第一电压。第一组阳极中的每个像素化阳极被配置成产生对应于由该像素化阳极收集的电荷的收集电荷信号,并产生对应于由第二组阳极中的相邻阳极收集的电荷的非收集电荷信号。所述至少一个处理器可操作地联接到像素化阳极。所述至少一个处理器包括其中存储有指令的有形和非暂时性存储器,所述指令被配置成指导所述至少一个处理器为第一组阳极:确定像素化阳极中的收集电荷信号的收集值;确定对应于由相邻阳极收集的电荷的像素化阳极中的非收集电荷信号的非收集值;使用由校准因子调整的非收集电荷信号的值来确定由相邻阳极收集的电荷的校准值;使用收集值和校准值来确定由像素化阳极和相邻阳极收集的电荷共享事件产生的总电荷;并且如果使用收集值和校准值确定的电荷共享事件的总电荷超过预定值,则将电荷共享事件计数为与像素化阳极相关的单个事件。根据另一个实施例,提供了一种方法。该方法包括利用辐射检测器采集共享电荷事件信息,所述辐射检测器包括设置在辐射检测器表面上的多个像素化阳极。该方法还包括为共享电荷事件产生组合电荷信号,该组合电荷信号包括对应于由像素化阳极收集的电荷的收集电荷信号和对应于由相邻阳极收集的电荷的非收集电荷信号。此外,该方法包括:利用至少一个处理器来确定像素化阳极中的收集电荷信号的收集值;以及利用所述至少一个处理器来确定对应于由相邻阳极收集的电荷的像素化阳极中的非收集电荷信号的非收集值。该方法还包括使用由校准因子调整的非收集电荷信号的值来确定由相邻阳极收集的电荷的校准值。此外,该方法包括使用收集值和校准值来确定由像素化阳极和相邻阳极收集的电荷共享事件产生的总电荷。此外,该方法包括:如果使用收集值和校准值确定的电荷共享事件的总电荷超过预定值,则将电荷共享事件计数为与像素化阳极或相邻阳极之一相关的单个事件。附图说明图1提供了根据实施例的辐射检测器系统的示意图。图2提供了图1的辐射检测器系统的半导体检测器的平面图。图3示出了根据实施例的由于电荷共享事件引起的电子云共享的示例场景。图4描绘了根据实施例的快速整形器的输入和输出的示例曲线图。图5描绘了根据实施例的标准整形器的输入和输出的示例曲线图。图6示出了根据实施例的检测系统的框图的示意图。图7示出了用于导出校准因子K的两个信号的示意图,这两个信号从两个相邻阳极采集,前提条件是这两个相邻阳极中的一个是收集电荷阳极,并且另一个是非收集电荷阳极。图8示出了根据实施例的像素化检测器阵列的平面图。图9示出了根据实施例的方法的流程图。图10示出了根据实施例的成像系统的示意图。具体实施方式当结合附图阅读时,将更好地理解以上
技术实现思路
以及某些实施例和权利要求的下面的详细描述。附图在某种程度上示出了各种实施例的功能框图,这些功能框未必表示硬件电路之间的划分。因此,例如,功能框中的一个或多个(例如,处理器、控制器或存储器)可以被实现为单件硬件(例如,通用信号处理器、ASIC、FPGA或随机存取存储器、硬盘驱动器等)或多件硬件中。同样,程序可为单独的程序,可作为子例程合并于操作系统中,可为安装软件包中的功能等。应了解各种实施例并不限于附图所示的布置和手段。如本说明书所用的术语“系统”、“单元”或“模块”可以包括用来执行一个或多个功能的硬件和/或软件系统。例如,模块、单元或系统可以包括计算机处理器、控制器或根据存储于有形和非暂时计算机可读存储介质例如计算机存储器上的指令来执行操作的其他基于逻辑的设备。替代地,模块、单元或系统可以包括基于设备的硬接线逻辑执行操作的硬接线设备。在附图中示出的各种模块或单元可以表示根据软件或硬接线指令而操作的硬件,指导硬件执行操作的软件或其组合。“系统”、“单元”或“模块”可以包括或者表示执行本说明书所描述的一个或多个操作的硬件和相关联的指令(例如,存储于有形和非暂时计算机可读介质诸如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM等上的软件)。硬件可以包括电子电路,所述电子电路包括和/或连接到一个或多个基于逻辑的设备诸如微处理器、处理器、控制器等。这些设备可以是现成的设备,它们用上文所描述的指令适当地编程或者指导以执行在本说明书所描述的操作。作为补充或替代,这些设备中的本文档来自技高网
...
用于使用单个像素进行电荷共享识别和校正的系统和方法

【技术保护点】
一种辐射检测器系统,包括:半导体检测器,其具有表面;设置在所述表面上的多个像素化阳极,所述像素化阳极中的至少一个被配置成产生对应于由所述像素化阳极收集的电荷的收集电荷信号,并产生对应于由所述像素化阳极的相邻阳极收集的电荷的非收集电荷信号;和至少一个处理器,其可操作地联接到所述像素化阳极,所述至少一个处理器包括其中存储有指令的有形和非暂时性存储器,所述指令被配置成指导所述至少一个处理器以:确定在所述像素化阳极中的所述收集电荷信号的收集值;确定对应于由所述相邻阳极收集的电荷的所述像素化阳极中的所述非收集电荷信号的非收集值;使用由校准因子调整的所述非收集电荷信号的所述值确定由所述相邻阳极收集的电荷的校准值;使用所述收集值和所述校准值来确定由所述像素化阳极和所述相邻阳极收集的电荷共享事件产生的总电荷,并且如果使用所述收集值和所述校准值确定的所述电荷共享事件的总电荷超过预定值,则将所述电荷共享事件计数为与所述像素化阳极或所述相邻阳极之一相关的单个事件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.28 US 14/7240221.一种辐射检测器系统,包括:半导体检测器,其具有表面;设置在所述表面上的多个像素化阳极,所述像素化阳极中的至少一个被配置成产生对应于由所述像素化阳极收集的电荷的收集电荷信号,并产生对应于由所述像素化阳极的相邻阳极收集的电荷的非收集电荷信号;和至少一个处理器,其可操作地联接到所述像素化阳极,所述至少一个处理器包括其中存储有指令的有形和非暂时性存储器,所述指令被配置成指导所述至少一个处理器以:确定在所述像素化阳极中的所述收集电荷信号的收集值;确定对应于由所述相邻阳极收集的电荷的所述像素化阳极中的所述非收集电荷信号的非收集值;使用由校准因子调整的所述非收集电荷信号的所述值确定由所述相邻阳极收集的电荷的校准值;使用所述收集值和所述校准值来确定由所述像素化阳极和所述相邻阳极收集的电荷共享事件产生的总电荷,并且如果使用所述收集值和所述校准值确定的所述电荷共享事件的总电荷超过预定值,则将所述电荷共享事件计数为与所述像素化阳极或所述相邻阳极之一相关的单个事件。2.根据权利要求1所述的检测器系统,其中,所述至少一个处理器被配置成确定对应于所收集电荷信号和所述非收集电荷信号的和的组合值,并且使用在所述组合值和所述收集值之间的差值来确定所述非收集值。3.根据权利要求2所述的检测器系统,其中,所述至少一个处理器被配置成:使用第一整形器产生第一成形信号,使用所述第一成形信号确定所述收集值,使用第二整形器产生第二成形信号,其中,所述第二整形器具有比所述第一整形器更高的频率,以及使用所述第二成形信号确定所述组合值。4.根据权利要求1所述的检测器系统,其中,所述至少一个处理器被配置成当所述非收集值的强度超过预定值时,去除冗余计数的事件。5.根据权利要求1所述的检测器系统,其中,所述像素化阳极包括第一组阳极和第二组阳极的阵列,其中,所述至少一个处理器被配置成为所述第一组阳极而不是为所述第二组阳极确定由电荷共享事件产生的电荷。6.根据权利要求1所述的检测器系统,其中,所述像素化阳极包括第一组阳极和第二组阳极的阵列,其中,所述第一组阳极中的所述阳极被提供有第一电压,并且其中,所述第二组阳极中的所述阳极被提供有不同于所述第一电压的第二电压,其中,相邻阳极之间的电荷共享线被定位在由所述第一组阳极限定的边界内。7.根据权利要求6所述的检测器系统,其中,所述第一组阳极中的所述阳极限定第一表面区域,并且所述第二组阳极中的所述阳极限定第二表面区域,其中,所述第一表面区域大于所述第二表面区域,并且所述第二电压大于所述第一电压。8.根据权利要求7所述的检测器系统,其中,所述第一和第二电压被配置成提供用于所述第一组阳极的第一电荷收集区域和用于所述第二组阳极的第二电荷收集区域,其中所述第一电荷收集区域和所述第二电荷收集区域基本相同。9.根据权利要求7所述的检测器系统,其中,所述至少一个处理器被配置成为所述第一组阳极而不是为所述第二组阳极确定由电荷共享事件产生的电荷。10.根据权利要求6所述的检测器系统,其中,所述第一表面区域对应于八边形形状,并且所述第二表面区域对应于正方形形状。11.根据权利要求1所述的检测器系统,其中,所述至少一个处理器包括专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)中的至少一个。12.根据权利要求1所述的检测器系统,其中,所述半导体检测器包括碲锌镉(CdZnTe或CZT),碲化镉(CdTe)或硅(Si)中的至少一种。13.一种辐射检测器系统,包括:半导体检测器,其具有表面;设置在所述表面上的多个像素化阳极,其中,所述像素化阳极包括第一组阳极和第二组阳极的阵列,其中,所述第一组阳极中的所述阳极被提供有第一电压,并且其中,所述第二组阳极中的所述阳极被提供有不同于所述第一电压的第二电压,其中,相邻阳极之间的电荷共享线被定位在由所述第一组阳极限定的边界内,其中,所述第一组阳极中的所述阳极限定第一表面区域,并且所述第二组阳极中的所述阳极限定第二表面区域,其中,所述第一表面区域大于所述第二表面区域,并且所述第二电压大于所述第一电压,并且其中,所述第一组阳极中的每个像素化阳极被配置成产生对应于由所述像素化阳极收集的电荷的收集电荷信号,并且产生对应于由所述第二组阳极的相邻电极收集的电荷的非收集电荷信号;和至少一个处理器,其可操作地联接到所述像素化阳极,所述至少一个处理器包括其中存储有指令的有形和非暂时性存储器,所述指令被配置成指导所述至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员:A沙哈A奥芬Y格拉策尔JM莱维
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国,US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1