基于来自光子计数的多仓X‑射线检测器的图像数据的X‑射线成像制造技术

本发明专利技术提供了一种用于基于来自光子计数的多仓X‑射线检测器的图像数据的图像重建方法以及相应的系统与装置。该方法包括：确定(S1)给出的函数形式的参数，所述函数形式表示在X‑射线检测器的读出链中以电压表示的比较器设置与基于拟合过程的以能量表示的相应的能量阈值之间的关系，所述拟合过程是在测量的脉冲高度谱的第一组数据代表与参考脉冲高度谱的第二组数据代表之间的拟合过程。该方法还包括：基于该图像数据与所确定的参数执行图像重建。通过这种方式，可以实现高效的高质量图像重建。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于来自光子计数的多仓X-射线检测器的图像数据的X-射线成像
本专利技术所提议的技术总体上涉及X-射线成像和相关成像重建和成像任务。特别地，所提议的技术设计一种基于来自光子计数的多仓X-射线检测器的图像数据的X-射线成像，以及相关的图像重建系统和用于图像重建的装置，以及相应的计算机程序和计算机程序产品，以及用于支持基于光子计数的X-射线检测器的图像数据的图像重建的装置。
技术介绍
诸如X-射线成像的放射摄影成像已经在医疗应用和非破坏性检测中使用多年。通常，X-射线成像系统包括X-射线光源和包括多个检测器单元的X-射线检测器。X-射线光源发出X-射线，它们穿透将被成像的对象或物体，然后它们被检测器记录。在直接转换的能量灵敏的多仓检测器的电子读出链中，相互作用的X-射线量子产生了一个电压脉冲，它的高度与入射的X-射线量子在传感器中所沉积的能量成正比。这个高度是在大量比较器中与可调电压设置进行比较的。这些比较器设置通常表示阈值，相邻阈值之间的电压间隔定义了一个所谓的仓(bin)。当X-射线沉积导致电压脉冲落入某个特定仓时，相应的计数器被增加，这是为何能量信息是在光子计数的多仓检测器中被提取的原因。然而，基于光子计数多仓检测器的X-射线成像系统仍然仍然在重建的图像中受到人工假像的影响，并且使光谱数据的材料基础分解变得困难。因此，有普遍的需求来改善诸如X-射线成像的放射摄影成像。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种图像重建的改进方法。本专利技术的另一个目的是提供一种改进的图像重建系统。本专利技术的另一个目的是提供一种用于图像重建的装置。本专利技术的还一个目的是提供一种用于与光子计数的多仓X-射线检测器一起使用的计算机程序。本专利技术的还一个目的是提供一种相应的计算机程序产品。本专利技术的还一个目的是提供一种用于支持基于来自光子计数的X-射线检测器的图像数据的图像重建的装置。这些和其他目标是通过所提议的技术的具体实施方式来实现的。根据第一个方面，这里提供了一种基于来自光子计数的多仓X-射线检测器(20)的图像数据的图像重建方法。所述方法包括：——确定给出的函数形式的参数，所述函数形式表示在X-射线检测器的读出链中以电压表示的比较器设置与基于拟合过程的以能量表示的相应的能量阈值之间的关系，所述拟合过程是在测量的脉冲高度谱的第一组数据代表与参考脉冲高度谱的第二组数据代表之间的拟合过程；——基于所述图像数据与所确定的参数执行图像重建。根据第二个方面，这里提供了一种图像重建系统，它被配置为执行上述的方法。根据第三个方面，这里提供了一种用于基于来自光子计数的多仓X-射线检测器的图像数据的图像重建的装置。所述装置是被配置为确定给出的函数形式的参数，所述函数形式表示在X-射线检测器的读出链中以电压表示的分配的比较器设置与基于拟合过程的以能量表示的相应的能量阈值之间的关系，所述拟合过程是在测量的脉冲高度谱的第一组数据代表与参考脉冲高度谱的第二组数据代表之间的拟合过程。所述装置还被配置为基于图像数据与所确定的参数而执行图像重建。根据第四个方面，这里提供了一种计算机程序，用于与光子计数的多仓X-射线检测器(20)一起使用，所述计算机程序(225；235)包括指令，当由至少一个处理器(110；210)执行时，导致所述至少一个处理器：——确定给出的函数形式的参数，所述函数形式表示在X-射线检测器的读出链中以电压表示的分配的比较器设置与基于拟合过程的以能量表示的相应的能量阈值之间的关系，所述拟合过程是在测量的脉冲高度谱的第一组数据代表与参考脉冲高度谱的第二组数据代表之间的拟合过程；——基于来自X-射线检测器的图像数据与所确定的参数执行图像重建。根据第五个方面，这里提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，在所述计算机可读介质上已经存储了上面所述的计算机程序。根据第六个方面，这里提供了一种装置，用于支持基于来自光子计数的X-射线检测器的图像数据的图像重建。所述装置包括：确定模块，用于确定给出的函数形式的参数，该函数形式表示在X-射线检测器的读出链中以电压表示的分配的比较器设置与基于拟合过程的以能量表示的相应的能量阈值之间的关系，该拟合过程是在测量的脉冲高度谱的第一组数据代表与参考脉冲高度谱的第二组数据代表之间的拟合过程。所述装置还包括：输出模块，用于将确定的参数输出到图像重建系统，用于使得基于所确定的参数的图像重建过程中能够调整。通过这种方式，可以实现高效的高质量图像重建。通过具体实施例，所确定的参数可被用于在图像重建过程中的调整，例如，使能够实现精确的材料基础分解和/或减少人工假像。本专利技术的其他优势将在阅读详细的说明书时得以明确。附图说明具体实施方式以及它们的进一步目标和优势可以通过参考以下的说明书并结合所附的附图而得以最好的理解。在这些附图中：图1是一个流程图，显示了根据一个具体实施方式所述的基于来自光子计数的多仓X-射线检测器的图像数据的图像重建的方法的一个实施例。图2是示意图，显示了X-射线成像系统的一个实施例。图3是示意图，显示了具有几个能量阈值的光子计数检测器的一个实施例。图4是示意图，显示了增益值是如何从具有区分不同频道的不同能量的单色射线的多个s-曲线扫描中确定的，其中误差条表示统计上的不确定性。图5是示意图，显示了偏移值是如何从具有区分不同频道的不同能量的单色射线的多个s-曲线扫描中确定的。图6是示意图，显示了单色光源的阈值扫描的结果的一个实施例。图7是示意图，显示了在三个不同的深度段中获得的累积(整合)的沉积能量谱的一个实施例。图8是示意图，显示了特定的累积的脉冲高度谱与对应的三段的拟合模型的一个实施例。图9是示意图，显示了具有堆积效应或者没有堆积效应的累积(整合)的沉积能量谱的一个实施例。图10是示意图，显示了与每个扫描步骤的测量时间成函数关系的阈值的不确定度的一个实施例，用于0.1keV的系统不确定度的评价。图11是示意图，显示了根据一个具体实施方式所述的用于图像重建的系统或装置的一个实施例。图12是示意图，显示了根据一个具体实施方式所述的计算机执行的一个实施例。图13是示意图，显示了根据一个具体实施方式所述的计算机流程图的一个实施例。图14是示意图，显示了用于支持图像重建的装置的一个实施例。具体实施方式贯穿所有的附图，相同的附图标记是被用于表示类似的或相应的元件。图1是一个流程图，显示了根据一个具体实施方式所述的基于来自光子计数的多仓X-射线检测器的图像数据的图像重建的方法的一个实施例。所述方法基本上包括以下步骤：S1：确定给出的函数形式的参数，该函数形式表示在X-射线检测器的读出链中以电压表示的比较器设置与基于拟合过程的以能量表示的相应的能量阈值之间的关系，该拟合过程是在测量的脉冲高度谱的第一组数据代表与参考脉冲高度谱的第二组数据代表之间的拟合过程。S2：基于所述图像数据与所确定的参数执行图像重建。通过这种方式，可以实现高效的高质量图像重建。通过具体实施例，所确定的参数可被用于在图像重建过程中的调整，例如，使能够实现精确的材料基础分解和/或减少人工假像。这可以是重要的，例如在光谱计算机断层扫描中。所确定的参数可被用于任何合适的传统图像重建过程，包括例如材料基础分解方法和/或用于减少人工假像的方法。为了更好地理解本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于来自光子计数的多仓X‑射线检测器(20)的图像数据的图像重建方法，其特征在于，所述方法包括：——确定(S1)给出的函数形式的参数，所述函数形式表示在X‑射线检测器的读出链中以电压表示的比较器设置与基于拟合过程的以能量表示的相应的能量阈值之间的关系，所述拟合过程是在测量的脉冲高度谱的第一组数据代表与参考脉冲高度谱的第二组数据代表之间的拟合过程；——基于所述图像数据与所确定的参数执行(S2)图像重建。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于来自光子计数的多仓X-射线检测器(20)的图像数据的图像重建方法，其特征在于，所述方法包括：——确定(S1)给出的函数形式的参数，所述函数形式表示在X-射线检测器的读出链中以电压表示的比较器设置与基于拟合过程的以能量表示的相应的能量阈值之间的关系，所述拟合过程是在测量的脉冲高度谱的第一组数据代表与参考脉冲高度谱的第二组数据代表之间的拟合过程；——基于所述图像数据与所确定的参数执行(S2)图像重建。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所确定的参数是被用于在图像重建过程中的调整。3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于：所述参考脉冲高度谱是以能量单位来表示，所述测量的脉冲高度谱是以电压单位来表示。4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于：测量的脉冲高度谱的第一组数据代表是基于测量的X-射线光谱；参考脉冲高度谱的第二组数据代表是基于之前获得的参考X-射线光谱或者模拟的X-射线光谱。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述拟合过程是在测量的累积X-射线光谱与模拟的累积X-射线光谱之间进行的，在所述模拟中考虑检测器特征。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述拟合过程是在测量的累积X-射线光谱与之前获得的累积X-射线光谱之间进行的。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述测量的脉冲高度谱的第一组数据代表对应于测量的积累X-射线光谱的差别版本，且参考脉冲高度谱的第二组数据对应于参考的积累X-射线光谱的差别版本。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述测量的积累X-射线光谱与对应的参考的积累X-射线光谱是差别的，所述拟合过程是在差别的测量的积累X-射线光谱与差别的参考的积累X-射线光谱之间进行的。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：测量点的数量与它们以电压表示的设置是精选的以致所对应的差别的X-射线光谱是在每个检测仓的计数的柱状图；所述参数是基于在X-射线检测器的读出链内的多个频道的每个频道的柱状图数据以及对应的参考柱状图数据来确定的。10.根据权利要求1至9任一所述的方法，其特征在于：与成像形态关联的X-射线光源(10)宽X-射线光谱是被用于获得与比较器电压成函数关系的计数的积累光谱，所述测量的脉冲高度谱的第一组数据代表是基于所获得的计数的积累谱。11.根据权利要求1至10任一所述的方法，其特征在于：所述参数包括涉及所测量的脉冲高度谱的电压Ui与参考脉冲高度谱的能量Ei的根据Ui＝f(Ei；pi)的一个或多个参数的一组pi，其中f是给出的函数，而下标i表示读出频道。12.根据权利要求1至11任一所述的方法，其特征在于：所述参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：马特斯·佩尔松，汉斯·波拿佛克，刘学进，本·休伯，陈汉，
申请(专利权)人：棱镜传感器公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE