具有改进的空间准确度的成像探测器制造技术

一种成像系统(100)的探测器阵列(112)，包括：辐射敏感探测器(202/204/206)，其被配置为探测辐射并且生成指示其的信号；以及与辐射敏感探测器电通信的电子器件(208)。所述电子器件包括电流‑频率转换器(300)，所述电流‑频率转换器被配置为将所述信号转换成具有指示在积分时段期间收集的电荷的频率的脉冲串。所述电子器件还包括电耦合到电流‑频率转换器的剩余电荷收集电路(322)。剩余电荷收集电路被配置为利用已经在电流‑频率转换器电子器件中的电子器件中的很多来存储针对不会产生脉冲串的脉冲的积分时段的结束部分由积分器所收集的电荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的空间准确度的成像探测器
以下总体上涉及具有改进的空间准确度的计算机断层摄影(CT)成像系统辐射敏感探测器。
技术介绍
CT扫描器包括被安装在可旋转机架上的X射线管，所述可旋转机架关于纵轴或z轴围绕检查区域旋转。探测器阵列对着检查区域与X射线管相对形成一角弧。探测器阵列探测穿过检查区域和其中的对象或客体的辐射，并且生成指示其的信号。探测器阵列通常包括光学地耦合到光传感器阵列的闪烁体阵列，所述光传感器阵列电耦合到处理电子器件。闪烁体阵列生成指示撞击在其上的辐射的光，光传感器阵列生成指示光的电信号，并且处理电子器件包括模数(A/D)转换器，所述模数转换器基于电信号产生指示探测到的辐射的数字数据。数字数据被处理以生成信号，所述信号被重建以根据其生成体积图像数据和一幅或多幅图像。CT扫描器利用电流频率(I/F)转换器作为A/D转换器。然而，该转换器在低信号、低剂量成像流程中在空间准确度中被限制。通过范例，图8示出了图示作为积分时段(“IP”)的函数的I/F转换器的输出脉冲(“OP”)的图。在该图中，T1表示积分时段的开始。在T2、T3、...TL处生成第一、第二、...L脉冲。TM表示积分时段的结束和下一积分时段的开始。在该范例中，下一脉冲在TN处生成，其出现于下一积分时段中。区域802表示与下一积分时段交叠的第一积分时段的电荷。数据已被重新对准以补偿这一点，这改进了信噪比，但是其也创建数据在时间中的偏移，这降低了空间准确度。遗憾的是，克服空间偏移的方法需要电路面积、成本和功率要求的增加。
技术实现思路
本申请的各个方面解决了上述问题和其他问题。根据一个方面，成像系统的探测器阵列包括：辐射敏感探测器，其被配置为探测辐射并且生成指示其的信号；以及与辐射敏感探测器电通信的电子器件。所述电子器件包括电流-频率转换器，所述电流-频率转换器被配置为将所述信号转换成具有指示在积分时段期间收集的电荷的频率的脉冲串。电子器件还包括电耦合到电流-频率转换器的剩余电荷收集电路。剩余电荷收集电路被配置为存储针对积分时段的不产生脉冲串的脉冲的结束部分由积分器所收集的电荷。在另一方面中，一种方法，接收指示积分时段开始的第一信号，并且利用电流频率转换器生成具有指示在积分时段期间的输入电荷的脉冲频率的脉冲串。该方法还包括接收指示积分时段结束的第二信号。该方法还包括针对积分时段存储从脉冲串的最后的脉冲到积分时段的结束的剩余电荷。在另一方面中，一种成像系统包括被配置为发射辐射的辐射源和被配置为探测发射的辐射并产生指示其的信号的探测器阵列。探测器阵列包括电流-频率转换器，所述电流-频率转换器被配置为将信号转换成具有指示在积分时段期间收集的电荷的频率的脉冲串。探测器阵列还包括电耦合到电流-频率转换器的剩余电荷收集电路。剩余电荷收集电路被配置为存储针对从由电流-频率转换器生成的最后的脉冲到积分时段的结束的积分时段由电流-频率转换器所收集的电荷。在阅读和理解了以下详细描述后，本领域普通技术人员将认识到本专利技术的另外的方面。附图说明本专利技术可以采取各种部件和部件布置以及各种步骤和步骤安排的形式。附图仅是出于图示优选实施例的目的，而不应被解释为对本专利技术的限制。图1示意性地图示了具有带多个探测器模块的探测器阵列的范例成像系统，每个探测器模块包括多个探测器片块。图2示意性地图示了具有X射线光子探测部分和处理电子器件的探测器片块的范例。图3示意性地图示了包括I/F转换器和剩余电荷收集电路的电子器件的范例。图4示意性地图示了被配置为提供积分电容器、复位电容器和剩余电荷电容器的电容器的范例组。图5示意性地图示了被配置为提供积分电容器、复位电容器和剩余电荷电容器的电容器的组的另一范例。图6示意性地图示了用于连接图4和图5的组的电容器以提供积分电容器、复位电容器和剩余电荷电容器的范例方法。图7图示了根据本文描述的实施例的范例方法。图8图示了示出作为积分时段的函数的电流频率转换器的脉冲输出的范例图。具体实施方式图1图示了诸如计算机断层摄影(CT)扫描器的成像系统100。成像系统100包括大致固定的机架102和旋转机架104。旋转机架104由固定机架102可旋转地支撑，并且关于纵轴或z轴围绕检查区域106旋转。诸如X射线管的辐射源108由旋转机架104支撑，并且发射穿过检查区域106的辐射。辐射敏感探测器阵列112跨检查区域106与辐射源108相对围成一角弧，并探测穿过检查区域106的辐射。在所图示的实施例中，辐射敏感探测器阵列112包括多个探测器模块114，每个沿着z轴方向延伸。在一个实例中，探测器阵列112基本上类似于和/或基于2001年7月18日递交的题为“SolidStateX-RadiationDetectorModulesandMosaicsthereof,andanImagingMethodandApparatusEmployingtheSame”的美国专利6510195B1中描述的探测器阵列，通过引用将其整体并入本文。其他配置也在本文中考虑。探测器模块114包括沿着z轴方向延伸的多个探测器片块116。简要转到图2，图示了沿着图1的线A-A的探测器片块116的截面视图。片块116包括光学地耦合到像素206的阵列204的闪烁体阵列202，阵列204通过基板210电耦合到电子器件208。电导体212(例如，引脚等)用于功率、I/O等。在变型中，基板210被省略。在以下文献中描述了范例：Luhta等人的“ANew2D-TiledDetectorforMultisliceCT”(MedicalImaging2006：PhysicsofMedicalImaging，第6142卷、第275-286页(2006))；以及于2007年3月8日递交的题为“RadiationDetectorArray”的US8710448B2，通过引用将其整体并入本文。如下面更详细描述的，电子器件208的已经存在部件通过额外的开关重新配置，以实施基于自包含(self-contained)剩余电荷开关电容器的转换器，所述转换器提供剩余电荷802(图8)的准确测量结果，所述剩余电荷可以添加到由I/F转换器的输出指示的电荷，以确定针对积分时段的总电荷。该方法缓解了电子器件208的面积、成本和功率要求的增加，同时允许数据收集与每个积分时段的结束一致地结束，从而消除了与重新对准与后续积分时段交叠的脉冲相关联的空间偏移。该方法非常适合具有快速KV(网格切换)和/或放大这种空间偏移的其他属性的X射线管。返回到图1，重建器118重建来自探测器阵列112的信号并且生成指示其的体积图像数据。还可以处理体积图像数据以生成对象或客体的被扫描的部分的一幅或幅个图像。计算系统充当操作者控制台120。驻留在控制台120上的软件允许操作者控制系统100的操作。诸如卧榻的患者支撑体122将诸如人类患者的客体或对象支撑在检查区域106中。图3示意性地图示了用于像素206的电子器件208的至少子部分的范例。模数(A/D)转换器300包括积分器302(放大器304和积分电容器(Cint)306)和比较器310。积分器302被配置为在每个积分时段期间对来自像素206的电荷(I二极管_In)(以及偏置电流，如果采用的话)进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像系统(100)的探测器阵列(112)，包括：辐射敏感探测器(202/204/206)，其被配置为探测辐射并且生成指示所述辐射的信号；以及电子器件(208)，其与所述辐射敏感探测器电通信，其中，所述电子器件包括：电流‑频率转换器(300)，其被配置为将所述信号转换成具有指示积分时段期间收集的电荷的频率的脉冲串；以及剩余电荷收集电路(322)，其电耦合到电流‑频率转换器，其中，所述剩余电荷收集电路被配置为存储针对不产生所述脉冲串的脉冲的所述积分时段的结束部分由所述积分器收集的电荷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.07 US 62/202,4291.一种成像系统(100)的探测器阵列(112)，包括：辐射敏感探测器(202/204/206)，其被配置为探测辐射并且生成指示所述辐射的信号；以及电子器件(208)，其与所述辐射敏感探测器电通信，其中，所述电子器件包括：电流-频率转换器(300)，其被配置为将所述信号转换成具有指示积分时段期间收集的电荷的频率的脉冲串；以及剩余电荷收集电路(322)，其电耦合到电流-频率转换器，其中，所述剩余电荷收集电路被配置为存储针对不产生所述脉冲串的脉冲的所述积分时段的结束部分由所述积分器收集的电荷。2.根据权利要求1所述的探测器阵列，还包括：逻辑(330)，其被配置为将由所述脉冲串指示的电荷与由所述剩余电荷收集电路存储的剩余电荷组合以生成针对所述积分时段的总电荷，并且生成指示所述总电荷的输出信号。3.根据权利要求2所述的探测器阵列，其中，所述电流-频率转换器包括：积分器(302)，其包括放大器(304)和积分电容器(Cint，306)，其中，所述积分器被配置为在所述积分时段期间对来自所述辐射敏感探测器的像素(206)的输入电荷进行积分；以及比较器(310)，其被配置为将所述放大器的输出与预定阈值进行比较，并且响应于所述输出满足所述预定阈值而生成脉冲，其中，所述比较器的输出生成所述脉冲串。4.根据权利要求3所述的探测器阵列，还包括：复位电路(314)，其被配置为响应于由所述比较器对所述脉冲串的脉冲的所述生成而在每个积分时段期间将所述积分器复位。5.根据权利要求4所述的探测器阵列，其中，所述复位电路包括：复位电容器(Crst，316)；以及至少两个开关(318和320)，其中，所述复位电容器在复位期间通过第一开关电连接到所述积分电容器并且通过第二开关电连接到电接地。6.根据权利要求3至5中的任一项所述的探测器阵列，其中，所述剩余电荷收集电路包括：剩余电荷电容器(Cres，324)，其中，所述剩余电荷电容器通过开关(334)并联电连接在所述积分电容器两端。7.根据权利要求6所述的探测器阵列，还包括：逻辑(330)，其被配置为响应于积分信号脉冲的结束而闭合所述至少两个开关，以存储由所述积分电容器收集的所述剩余电荷。8.根据权利要求7所述的探测器阵列，其中，所述逻辑还被配置为响应于在所述积分时段期间接收到由所述比较器生成的脉冲而激活所述复位电路以将所述积分器复位。9.根据权利要求7至8中的任一项所述的探测器阵列，其中，所述逻辑还被配置为针对所述积分时段闭合数据收集开关(312)以将所述辐射敏感探测器和所述电子器件电连接，并且在所述积分时段的结束处切断所述数...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·查波，
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