辐射探测器和X射线成像系统技术方案

提出了一种辐射探测器(100)，其具有闪烁体(102)、光电传感器(104)以及电子模块(108)。所述电子模块(108)具有带有电荷积分器(112)的电流频率转换器(110)，其用于生成具有与在测量周期期间由所述光电传感器(104)生成的电荷相关的频率的脉冲信号。所述电子模块(108)还包括用于生成所述脉冲信号的频率偏移的电流源(120)、用于中断由所述电荷积分器(112)对所述电荷的积分的中断设备(134)以及用于确定所述脉冲信号的所述频率的逻辑模块(124)。其中，所述逻辑模块(124)被配置用于确定辐射源(404)的关闭状态并且用于在确定所述辐射源(404)的所述关闭状态时触发所述中断设备(134)。

Radiation detector and X ray imaging system

A radiation detector (100) is presented, which has a scintillator (102), a photoelectric sensor (104) and an electronic module (108). The electronic module (108) has a current frequency converter (110) with a charge integrator (112), which is used to generate a pulse signal with a frequency related to the charge generated by the photoelectric sensor (104) during the period of measurement. The electronic module (108) also includes a current source (120) for generating the frequency offset of the pulse signal, an interruption device (134) for interrupting the integration of the charge by the charge integrator (112), and a logical module (124) for determining the frequency of the pulse signal. Among them, the logic module (124) is configured to determine the closed state of the radiation source (404) and to trigger the interruption device (134) when determining the closed state of the radiation source (404).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射探测器和X射线成像系统
本专利技术大体上涉及辐射探测器的领域。更具体地，本专利技术涉及用于X射线成像系统的辐射探测器、X射线成像系统、用于操作X射线成像系统的方法、计算机程序单元和计算机可读介质。
技术介绍
可以例如被用于计算机断层摄影应用中的传统辐射探测器通常包括耦合到光电二极管的闪烁体以将X射线通量转换成可见光并且此后转换成电流，即每单位时间的电荷。来自光电二极管的电流通常通过电流频率转换器和数字计数器进行转换和数字化。为了将电子器件保持在用于低X射线通量的适当操作点，通常将与来自光电二极管的电流并行的偏置电流供应给电流频率转换器，该偏置电流生成供应给电流频率转换器的电流的偏移。这种辐射探测器通常会遭受许多噪声源(例如偏置电流的1/f噪声)的影响。在低X射线通量下，这种噪声可能会变得更加明显，并可能为超低剂量成像设定限制。US2012/0097856A1公开了一种具有光学地耦合到闪烁体阵列的光电传感器阵列的成像探测器，其中，利用了如上所述的电流频率转换器。
技术实现思路
因此可能需要具有改进的噪声特性的辐射探测器和X射线成像系统。本专利技术的目的通过独立权利要求的主题来解决。进一步的实施例被包含在从属权利要求和以下描述中。应该指出，本专利技术的以下描述的第一方面同样适用于X射线成像系统、用于操作X射线成像系统的方法、计算机程序单元以及计算机可读介质。本专利技术的第一方面涉及一种辐射探测器，特别是一种X射线探测器。所述辐射探测器包括闪烁体、光学地耦合到所述闪烁体的光电传感器以及电子模块。所述电子模块包括电流频率转换器，所述电流频率转换器包括电荷积分器和比较器。所述电流频率转换器被配置用于将在测量周期期间由所述光电传感器生成和/或输出的电荷积分并转换成具有与所述电荷相关的频率的脉冲信号。所述脉冲因此可以具有与每时间的电荷相关(即，其与由所述光电传感器生成的电流相关)的频率。其中，所述电子模块包括用于向所述电流频率转换器供应偏置电流并用于生成所述脉冲信号的频率偏移的电流源。所述电子模块包括用于中断由所述电荷积分器对所述电荷的积分的中断设备。所述电子模块还包括用于确定所述脉冲信号的所述频率的逻辑模块，其中，所述逻辑模块被配置用于确定辐射源的关闭状态并且用于在确定所述辐射源的所述关闭状态时触发所述中断设备。对本专利技术的第一方面进行进一步说明，所述辐射探测器包括用于将诸如X射线光子的辐射粒子的通量转换成可见光的闪烁体。该可见光然后借助于光电传感器转换为电荷，所述光电传感器可以包括用于将由闪烁体输出的可见光转换为电荷的光电二极管。在测量周期期间由光电传感器生成和/或输出的电荷之后借助于电荷积分器来逐步地(即以电荷的特定量和/或部分)积分，直到达到预定义的电荷阈值，并且当达到预定义的阈值时借助于比较器来生成脉冲信号的单个脉冲。因此，由光电传感器生成的电荷可以在具有指示在测量周期期间生成的电荷的频率的测量周期期间被连续地积分并转换成数字脉冲信号。为了将电子模块的部件保持在可行的和/或适当的操作点，偏置电流被供应给电流频率转换器，其导致恒定的电流(即每单位时间的电荷)供应给电荷积分器并且继而导致脉冲信号的恒定频率偏移。该频率偏移可以与从在辐射探测器的辐照期间由光电传感器生成的电荷得到的信号叠加，从而生成脉冲信号。由电流频率转换器输出的脉冲信号的频率最终借助于逻辑模块来确定。电流频率的这种转换基本上允许通过确定脉冲信号的频率来以高精度在几个数量级的动态范围上确定X射线通量。借助于中断设备，电荷积分器的电荷积分和/或电荷积分器的电荷积分功能能够被中断、抑制、禁止和/或停止。辐射探测器的逻辑模块被配置用于确定辐射源的关闭状态，其中没有辐射和/或没有与实际成像过程相关的辐射撞击到辐射探测器上。响应于确定辐射源的关闭状态和/或在确定辐射源的关闭状态之后，逻辑模块触发中断设备，使得借助于电荷积分器的电荷积分被中断、抑制、禁止和/或停止。响应于确定辐射源的关闭状态和/或在确定辐射源的关闭状态之后，逻辑模块触发中断设备，使得借助于电荷积分器的电荷积分被中断、抑制、禁止和/或停止。该方法对于X射线通量调制应用可以是特别有利的。在这些应用中，X射线源可以以脉冲模式进行操作，其中，X射线源被交替地完全接通和关闭，或者其中，X射线源以变化的管电流进行操作并且辐射探测器仅在用于采集投影数据的特定时间间隔期间利用相关的X射线光子的通量来辐照并因此用于图像重建。因此，通过确定辐射源的关闭状态并中断电荷积分器的电荷积分，可以确保例如在通量调制应用中，在其中辐射探测器未被辐照和/或未被与图像重建相关的X射线通量辐照的时间段期间，偏置电流不会贡献于脉冲信号，即偏置电流不会借助于电流频率转换器来数字化。因此，在辐射源的关闭状态期间，偏置电流的噪声(诸如1/f噪声)被抑制。换句话说，通过在确定关闭状态时确定截止状态并中断电荷积分，可以确保偏置电流仅在测量周期期间和/或在积分期间贡献于噪声，在所述积分时段期间电荷应当由光电传感器生成和/或在所述积分时段期间电荷应当由电荷积分器积分。术语辐射源的“关闭状态”可以是指其中没有辐射粒子撞击到探测器上和/或其中没有与采集投影数据相关的辐射粒子的通量撞击到探测器上的时间段和/或时间间隔。关于X射线通量调制应用，“关闭状态”可以表示其中X射线源被完全关闭和/或其中仅将小的管电流被供应给X射线管的状态使得X射线通量可以被生成，所述X射线通量可以不被用于图像重建和/或采集投影数据。因此，术语“测量周期”可以是指时间段和/或时间间隔，其中由辐射粒子的通量(例如X射线通量)生成的脉冲信号要借助于辐射探测器来探测以便采集用于图像重建的投影数据。测量周期可以至少与辐射源的接通状态一样长，在此期间辐射粒子撞击到探测器上和/或在此期间与采集投影数据相关的辐射通量撞击到探测器上。然而，测量周期也可以比接通状态更长。测量周期也可以是指积分时段，在所述积分时段期间来自光电传感器的电荷和/或偏置电流借助于电荷积分器来积分。通常，“中断设备”可以是指用于中断、禁止和/或抑制电荷积分器的电荷积分的中断模块、中断单元和/或中断器。通过示例，这可以经由使电荷积分器短路和/或经由将电荷积分器连接到地电位来实现。例如，电荷积分器的积分电容器可以被短路。而且，可以借助于中断设备来抑制和/或中断向电荷频率转换器供应偏置电流。因此，中断设备可以被配置用于排出和/或清除偏置电流使得由电荷积分器对偏置电流的积分被抑制。“逻辑模块”可以尤其被配置用于处理数字信号、样本数据、输出数字信号和/或输出数据。逻辑模块可以例如是指离散逻辑模块、离散逻辑单元、处理单元和/或处理器。根据实施例，逻辑模块被配置用于在确定辐射源的关闭状态之后探测到脉冲信号的另外的脉冲时触发中断设备。因此，逻辑模块可以被配置为响应于探测到另外的脉冲和/或在探测到另外的脉冲之后触发中断设备。换句话说，逻辑模块可以被配置为在满足两个条件时触发中断设备，其中，第一条件是确定辐射源的关闭状态，并且其中，第二条件是在确定关闭状态之后探测脉冲信号的另外的脉冲。然而，这两个条件也可以被同时满足。另外的脉冲可以例如在辐射源被切换到关闭状态之后由偏置电流生成。通过等待另外的脉冲并在探测到该另外的脉冲之后触发中断设备，可以确保中断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐射探测器(100)，包括：闪烁体(102)；光电传感器(104)，其光学地耦合到所述闪烁体(102)；以及具有电流频率转换器(110)的电子模块(108)，所述电流频率转换器(110)包括电荷积分器(112)和比较器(118)，所述电流频率转换器(110)用于将在测量周期期间由所述光电传感器(104)生成的电荷积分并转换成具有与所述电荷相关的频率的脉冲信号；其中，所述电子模块(108)包括用于向所述电流频率转换器(110)供应偏置电流并用于生成所述脉冲信号的频率偏移的电流源(120)；其中，所述电子模块(108)包括用于中断由所述电荷积分器(112)对所述电荷的积分的中断设备(134)；其中，所述电子模块(108)包括用于确定所述脉冲信号的所述频率的逻辑模块(124)；并且其中，所述逻辑模块(124)被配置用于确定辐射源(404)的关闭状态并且用于在确定所述辐射源(404)的所述关闭状态时触发所述中断设备(134)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 EP 16187823.61.一种辐射探测器(100)，包括：闪烁体(102)；光电传感器(104)，其光学地耦合到所述闪烁体(102)；以及具有电流频率转换器(110)的电子模块(108)，所述电流频率转换器(110)包括电荷积分器(112)和比较器(118)，所述电流频率转换器(110)用于将在测量周期期间由所述光电传感器(104)生成的电荷积分并转换成具有与所述电荷相关的频率的脉冲信号；其中，所述电子模块(108)包括用于向所述电流频率转换器(110)供应偏置电流并用于生成所述脉冲信号的频率偏移的电流源(120)；其中，所述电子模块(108)包括用于中断由所述电荷积分器(112)对所述电荷的积分的中断设备(134)；其中，所述电子模块(108)包括用于确定所述脉冲信号的所述频率的逻辑模块(124)；并且其中，所述逻辑模块(124)被配置用于确定辐射源(404)的关闭状态并且用于在确定所述辐射源(404)的所述关闭状态时触发所述中断设备(134)。2.根据权利要求1所述的辐射探测器(100)，其中，所述逻辑模块(124)被配置用于在确定所述关闭状态之后探测到所述脉冲信号的另外的脉冲时触发所述中断设备(134)。3.根据前述权利要求中的一项所述的辐射探测器(100)，其中，所述逻辑模块(124)被配置用于通过接收指示所述辐射源(404)的所述关闭状态和/或指示所述辐射源(404)的接通状态的控制信号来确定所述关闭状态。4.根据前述权利要求中的一项所述的辐射探测器(100)，其中，所述中断设备(134)包括电子开关(136)；并且其中，所述逻辑模块(124)被配置用于通过致动所述电子开关(136)来触发所述中断设备(134)。5.根据权利要求4所述的辐射探测器(100)，其中，所述电子开关(136)被连接到将所述电流源(120)和所述电流频率转换器(110)相互连接的电源线(122)；并且其中，所述电子开关(136)被配置用于将所述电源线(122)连接到地电位。6.根据权利要求4所述的辐射探测器(100)，其中，所述电流频率转换器(110)的所述电荷积分器(112)包括积分电容器(116)；并且其中，所述中断设备(134)的所述电子开关(136)被配置为使所述电荷积分器(112)的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·普罗克绍，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL