光子计数探测器制造技术

一种成像系统(100)包括具有焦斑(204)的辐射源(110)，其发出贯穿检查区域(106)的X‑射线光子的射束。所述成像系统还包括光子计数探测器阵列(122)，其探测贯穿检查区域的X‑射线光子的子集。所述成像系统还包括控制器(116)，其响应于在预定强度水平以下的所发出的X‑射线光子的射束的强度的计算出的下降而生成和发射暂停信号，其令所述光子计数探测器阵列暂停探测所述X‑射线光子的所述子集。所述成像系统还包括计数器(136)，其针对多个计数周期中的每个对在对应计数周期中由所述光子计数探测器阵列探测到的所述子集的所述X‑射线光子进行计数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
下文总体上涉及成像探测器，并且更具体地涉及光子计数成像探测器，并且具体应用于谱计算机断层摄影(CT)进行描述。
技术介绍
计算机断层摄影(CT)扫描器通常包括被安装跨检查区域与探测器阵列相对的可旋转机架上的X-射线管。可旋转机架并且因此X-射线管围绕检查区域和其中的对象旋转。X-射线管发出贯穿检查区域和对象的辐射。探测器阵列探测贯穿检查区域的辐射，并且生成指示所述辐射的信号数据。探测器阵列能够包括积分和/或光子计数探测器。积分探测器包括被光学地耦合到光传感器的闪烁体。闪烁体吸收X-射线光子，并且产生可见(或红外)光子，并且光传感器感测可见光子并且产生指示可见光子的电信号。光子计数探测器包括直接转换材料，诸如碲化镉(CdTe)或碲锌镉(CdZnTe)，其吸收X-射线光子并且直接产生指示X-射线光子的电信号。利用光子计数探测器，由探测器阵列输出的信号指示探测到的辐射的能量。正因如此，光子计数探测器能够被用于对针对一个或多个不同能量范围的X-射线光子的数量进行计数。然而，不同于积分探测器，光子计数探测器具有对入射X-射线辐射的强度的改变的非线性响应。遗憾的是，如果在采集(计数)周期内记录这些改变，将会在测量数据中增加噪声。
技术实现思路
本文描述的方面解决了以上提到的问题和其他问题。下文描述了一种成像系统，其中，仅仅在计数周期的时间间隔期间暂停辐射探测，在所述计数周期中，由于X-射线管的阳极的狭缝和/或X-射线管经由切换网格来打开和关闭的调制导致的发出辐射的强度下降。基于触发信号和/或计时器信号来暂停和恢复辐射发出和/或探测，其基于阳极特征和/或预定网格切换模式进行计算。在一个方面，一种成像系统包括具有焦斑的辐射源，其发出贯穿检查区域的X-射线光子的射束。所述成像系统还包括光子计数探测器阵列，其探测贯穿检查区域的X-射线光子的子集。所述成像系统还包括控制器，其响应于在预定强度水平以下的所发出的X-射线光子的射束的强度的计算出的下降而生成和发射暂停信号，其令所述光子计数探测器阵列暂停探测所述X-射线光子的所述子集。所述成像系统还包括计数器，其针对多个计数周期中的每个对在对应计数周期中由所述光子计数探测器阵列探测到的所述子集的所述X-射线光子进行计数。在另一方面，一种方法包括发出贯穿检查区域的X-射线光子的射束。所述方法还包括响应于X-射线光子的所述射束的强度满足预定强度水平而探测在计数周期中贯穿所述检查区域的X-射线光子。所述方法还包括响应于X-射线光子的所述射束的所述强度不满足所述预定强度水平而暂停探测所述X-射线光子。所述方法还包括针对所述计数周期对探测到的光子的数量进行计数。在另一方面，一种计算机断层摄影扫描器包括X-射线管，其发出辐射，其中，所述X-射线管包括阳极。所述计算机断层摄影扫描器还包括计数探测器，其探测辐射。所述计算机断层摄影扫描器还包括控制器，其响应于由于发出的辐射贯穿阳极中的狭缝导致的在预定阈值以下的由X-射线管发出的所述辐射的强度的下降而在计数周期期间暂时地暂停由所述计数探测器对辐射的探测。本专利技术可以采用各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤布置的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并不应被解读为对本专利技术的限制。附图说明图1示意性地图示了包括控制辐射发出和/或辐射探测中的至少一个的控制器的范例性成像系统。图2示意性地图示了包括多个无材料区域的范例性辐射源阳极。图3示意性地图示了不包括任何多个无材料区域的范例性辐射源阳极。图4示意性地图示了辐射源的阳极和阴极的范例性布置。图5示意性地图示了与图2的阳极连接的控制器的范例，其生成暂停触发信号和恢复触发信号。图6图形性地图示了通过与图2的阳极连接的图5的控制器对辐射发出和辐射探测的控制。图7图形性地图示了通过与图2的阳极连接的图5的控制器对辐射发出和辐射探测的不同控制。图8图形性地图示了通过图5的控制器对辐射探测的单独控制。图9示意性地图示了控制器的范例，其生成暂停信号和计时器恢复时间。图10图形性地图示了通过图10的控制器对辐射发出和辐射探测的控制。图11示意性地图示了与图3的阳极连接的控制器的范例。图12图示了根据结合图6、7或10描述的实施例的范例性方法。图13图示了根据结合图8描述的实施例的范例性方法。图14图示了根据结合图11描述的实施例的范例性方法。具体实施方式首先参考图1，示意性图示了成像系统100，诸如计算机断层摄影(CT)扫描器。所述成像系统100包括固定机架102和旋转机架104，所述旋转机架由固定机架102旋转地支撑。旋转机架104关于纵轴或z-轴围绕检查区域106旋转。对象支撑物108(例如卧榻)支撑检查区域106中的物体或对象。对象支撑物108能够被用于在扫描之前、期间和/或之后相对于成像系统100垂直地和/或水平地定位对象或物体。辐射源110(诸如X-射线管)由旋转机架104支撑，并随旋转机架104旋转。辐射源110包括阳极112和阴极114。在阳极112和阴极114之间施加的源电压使电子从阴极114加速到阳极112。电子流提供从阴极114到阳极112的电流，产生贯穿检查区域106的辐射。简要转到图2，示意性地图示了阳极112的非限制性范例。图2中的阳极112包括多个(例如，1、4、12、20、50等)无材料区域202，诸如狭缝、孔、开口等。图示的多个无材料区域202具有大体相似或相同的几何结构(即，具有长度“l”和宽度“w”的矩形)。在变型中，多个无材料区域202中的至少一个具有不同的几何结构。焦斑204对应于针对从阴极114加速到阳极112的电子的阳极112的目标区域。电流(即，加速的电子)与阳极112的材料相互作用，产生X-射线辐射(从阳极发出的)和热。应当理解，提供焦斑204的图示几何结构，并非限制性的。而且，辐射源110可以包括多于一个焦斑。阳极112被示出在第一方向206上旋转。然而，在另一实施例中，阳极112可以在与方向206相对的方向上旋转。当阳极112旋转时，多个无材料区域202连续通过焦斑204。当多个无材料区域202中的每个通过焦斑204时，较少的电子撞击阳极材料(因为电子通过无材料区域202)，由此生成较少辐射并且贯穿检查区域106的辐射的强度的辐射减少。转到图3，示意性地图示了阳极112的另一范例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像系统(100)，包括：具有焦斑(204)的辐射源(110)，其发出贯穿检查区域(106)的X‑射线光子的射束；光子计数探测器阵列(122)，其探测贯穿所述检查区域的所述X‑射线光子的子集；控制器(116)，其响应于在预定强度水平以下的所发出的X‑射线光子的所述射束的强度的计算出的下降而生成和发射暂停信号，所述暂停信号令所述光子计数探测器阵列暂停探测所述X‑射线光子的所述子集；以及计数器(136)，其针对多个计数周期中的每个对在对应计数周期中由所述光子计数探测器阵列探测到的所述子集的所述X‑射线光子进行计数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.18 US 61/917,4181.一种成像系统(100)，包括：
具有焦斑(204)的辐射源(110)，其发出贯穿检查区域(106)的X-
射线光子的射束；
光子计数探测器阵列(122)，其探测贯穿所述检查区域的所述X-射线
光子的子集；
控制器(116)，其响应于在预定强度水平以下的所发出的X-射线光子
的所述射束的强度的计算出的下降而生成和发射暂停信号，所述暂停信号
令所述光子计数探测器阵列暂停探测所述X-射线光子的所述子集；以及
计数器(136)，其针对多个计数周期中的每个对在对应计数周期中由
所述光子计数探测器阵列探测到的所述子集的所述X-射线光子进行计数。
2.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述控制器响应于在所述
预定强度水平以上的X-射线光子的所述射束的所述强度的计算出的增加而
生成恢复信号，并且所述光子计数探测器阵列响应于恢复信号而恢复探测
X-射线光子的所述射束。
3.根据权利要求1至2中的任一项所述的成像系统，所述辐射源，包
括：
阳极(112)，其被配置为旋转并且包括多个无材料区域(202)；以及
阴极(114)，
其中，所述阳极旋转，从而旋转所述多个无材料区域，所述多个无材
料区域连续旋转通过所述焦斑。
4.根据权利要求3所述的成像系统，其中，所发出的辐射的所述强度
响应于所述多个无材料区域中旋转通过所述焦斑的无材料区域而下降到所
述预定强度水平以下，并且所发出的辐射的所述强度响应于所述多个无材
料区域中在所述焦斑之外的所述无材料区域而增加到所述预定强度水平以
上。
5.根据权利要求3至4中的任一项所述的成像系统，还包括：
预测器(502)，其至少部分地基于所述阳极的直径、所述阳极的角频
率、所述阳极中的所述无材料区域的数量和所述阳极中的所述无材料区域
中的每个的宽度来计算所述强度的所述下降。
6.根据权利要求5所述的成像系统，其中，所述预测器至少部分地基
于所述暂停信号、所述阳极的所述角频率和所述阳极中的所述无材料区域
中的每个的所述宽度来计算所述强度的所述增加。
7.根据权利要求5至6中的任一项所述的成像系统，所述成像系统还
包括：
网格切换生成器(116)，
其中，响应于所述暂停信号，所述网格切换生成器在所述阳极与所述
阴极之间施加网格切换电压，其抑制其间的电子流，从而暂停辐射发出。
8.根据权利要求7所述的成像系统，其中，响应于所述恢复信号，所
述网格切换生成器移除所述网格切换电压，其允许其间的电子流，从而恢
复辐射发出。
9.根据权利要求2至6中的任一项所述的成像系统，其中，所述恢复
信号包括触发信号或计时器持续时间中的一个。

【专利技术属性】
技术研发人员：E·勒斯尔，H·德尔，T·克勒，
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