用于CT的能量分辨光子计数制造技术

光谱ＣＴ系统要求具有高能量分辨率的廉价探测器。根据本发明专利技术的一个方面，计算机断层摄影术设备包括分割成多个子像素的探测器元件。每个子像素具有至少两个阈值和计数通道，其中，用于每个子像素的第二阈值在整个标称探测器元件中变化。这可为改进的能量分辨的光子计数作好准备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及X光成像领域。本专利技术尤其涉及用于所涉及的物体的 检查的计算机断层摄影术设备、用于断层摄影术设备的探测器、用计 算机断层摄影术设备检查所涉及的物体的方法、计算机可读介质和程 序元件。
技术介绍
在过去的几年中，X光行李检查已经由简单的X光成像系统发展 为更精细的自动系统，这种简单的x光程序系统完全取决于操作人员的相互作用，更精细的自动系统能够自动识别某种类型的材料且在危险材料出现时触发警报。检查系统使用用于发射x光的X光辐射源， 将x光穿过所检查的行李传递到探测器，或者将x光从所检查的行李发散到探测器。计算机断层摄影术(CT)是使用数字处理的过程，以从一系列的 二维X射线图像产生物体内部的三维图像，该二维X射线图像在单旋 转轴周围摄取。可通过应用适当的算法进行CT图像的重建。基于相干 散射X光光子或量子的成像技术是所称的相干散射计算机断层摄影术 (CSCT) 。 CSCT是一种产生所涉及的物体的散射特性的图像(特别 是低角度)的技术。这些散射特性取决于物体的分子结构，从而使产 生每个分量的材料专用图成为可能。这种低角度散射的主要分量是相 干散射。因为相干散射光谱取决于散射试样的原子排列，所以相干散 射计算机断层摄影术是一种感光技术，这种技术用于穿过二维物体分 段在行李或者生物组织的分子结构中形式空间变化的图像。用于CT或CSCT的光子计数探测器必须支持高的计数率。光谱 CT系统要求具有高能量分辨率的低价探测器。希望有一种用于CT/CSCT系统的改进的能量分辨光子计数探测器。
技术实现思路
根据本专利技术，可提供一种用于所涉及的物体的检查的计算机断层 摄影术设备，这种计算机断层摄影术设备包括分割成多个子像素的探 测器元件，其中，多个子像素包括第一子像素和笫二子像素。该第一 子像素包括对应于第一能量阈值的第一计数通道和对应于第二能量阈 值的第二计数通道。该第二子像素包括对应于第三能量阈值的笫三计 数通道和对应于第四能量阈值的第四计数通道。根据本专利技术，计算机断层摄影术设备包括再分成单个辐射探测像 素的探测元件，每个探测像素具有多个计数通道和能量阈值。这可为 以极小努力的高能量分辨率作好准备。从属权利要求公开了本专利技术的示范性实施例。根据本专利技术的示范性实施例，第一子像素适合于探测具有高于第 一能量阈值的第一能量的第一辐射，且适合于探测具有高于第二能量 阈值的第二能量的第二辐射，从而产生第一和第二探测数据。而且， 笫二子像素适合于探测具有高于第三能量阈值的第三能量的第三辐 射，且适合于探测具有高于第四能量阈值的第四能量的第四辐射，从 而产生第三和第四探测数据。因此，每个子像素可探测两种不同类型的辐射，即具有较低能量 的第一种类型和具有较高能量的笫二种类型。根据本专利技术的另 一个示范性实施例，第 一计数通道适合于对作为 首次计算的探测事件进行计数，这些探测事件源自具有能量高于笫一 阈值的能量的光子，其中，第二计数通道适合于对作为第二次计算的 探测事件进行计数，这些探测事件源自具有能量高于第二阈值的能量 的光子。此外，第三计数通道适合于对作为第三次计算的探测事件进 行计数，这些探测事件源自具有能量高于第三阈值的能量的光子，且 第四计数通道适合于对作为笫四次计算的探测事件进行计数，这些探测事件源自具有能量高于第四阈值的能量的光子。因此，每个子像素可计算对应于辐射的探测事件，该辐射具有预 定阈值之上的能量，且每个子像素可(分开地)计算探测事件，这种 探测事件对应于辐射，该辐射具有另一个不同的，例如，预定阈值之 上的能量。根据本专利技术的另 一个示范性实施例，第 一 阈值或阈值能量等于第 三阈值能量，且第二阈值能量与第四阈值能量不同。因此，笫一子像素可对不同于第二子像素的探测事件进行计算。根据本专利技术的另 一个示范性实施例，计算机断层摄影术设备还包 括确定单元，该确定单元适合于将第一、第二、第三和第四探测数据 结合，从而产生能量分辨合成信号，这种合成信号表示标称探测元件。根据本专利技术的另一个示范性实施例，基于第一、第二、第三和第 四能量仓来表示这种合成信号，其中，第一、第二、第三和第四能量 仓是分立的仓。而且，第一和第二子像素的第一和第三阈值能量低于 第二阈值能量，该第二阈值能量低于第四阈值能量。将第三计数均等 地分配成第三和第四能量仓，该第三计数源自具有第三阈值能量之上 的能量的光子。这可提供一种基于能量考虑的探测数据的分析。根据本专利技术的另一个示范性实施例，第一和第二子像素适合于探 测对应的单个光子。因此，可对光子个别地进行计算，且各自计算的数可用于后面的 探测数据的能量分辨的分析。计算单个的光子可产生高能量分辨率和 灵敏度。根据本专利技术的另 一个示范性实施例，这种计算机断层摄影术设备 适合于作为相干散射计算机断层摄影术设备。计算机断层摄影术设备可包括电磁辐射源和准直仪，这种电磁辐射源适合于向所涉及的物体发射电磁辐射，且将这种准直仪布置在电 磁辐射源与探测元件之间，其中，这种准直仪适合于将由电磁辐射源 发射的电磁辐射束准直，以形成扇形束或者锥形束，或者所希望的其 它任何几何形状的束。计算机断层摄影术设备的这种探测元件可形成 单片探测器阵列或多片探测器阵列。这种单片探测器阵列可具有结构 简单且所探测的信号快速评估的优点。不过，可实现多片探测器阵列， 以达到已探测的信号的特别高的分辨率和大量的已探测信号。应注意到，本专利技术的方法对于任何射线的轨道、探测器形状和射 束的几何形状(例如，扇形束、锥形束等)是有效的，且可支持取决 于能量的衰减图。根据本专利技术的计算机断层摄影术设备可用作行李检查设备、医疗 应用设备、材料测试设备或材料科学分析设备。本专利技术的优选应用领 域可以是行李检查，因为本专利技术所限定的功能性虑及行李件的内容物 的安全和可靠的分析，该行李件允许探测可疑的内容物，甚至允许确 定这样一个行李件内部的材料的类型。根据本专利技术的示范性实施例的设备和方法可产生高质量的自动系 统，这种自动系统可自动识别某种类型的材料，并在需要时在出现危 险材料时可触发报警。这种检查系统可采用本专利技术的计算机断层摄影术设备，这种设备具有发射x光的x光辐射源，将x光穿过所检查的行李到探测器或者将X光从所检查的行李发散到探测器，以允许以能量分辨方式检测相干散射辐射。此外，根据本专利技术的另一个示范性实施例，提供一种用于计算机 断层摄影术设备的探测器，该计算机断层摄影术设备用于检查所涉及 的物体，这种探测器包括分割成多个子像素的探测器元件。可在上述 计算机断层摄影术设备内实施这种探测器。根据本专利技术的另一个示范性实施例，提供一种用计算机断层摄影术设备检查所涉及物体的方法，这种方法包括以下步骤通过第一子 像素探测具有高于第一能量阔值的第一能量的辐射和具有高于第二能 量阈值的第二能量的辐射，从而产生第一和第二探测数据；且通过第 二子像素探测第三辐射和第四辐射，其中，第三辐射具有高于第三能 量阈值的能量且第四辐射具有高于第四能量阈值的能量，从而产生第 三和笫四探测数据。此外，第一子像素包括对应于第一能量阁值的第 一计数通道和对应于第二能量阈值的第二计数通道。第二子像素包括 对应于第三能量阈值的第三计数通道和对应于第四能量阈值的第四计 数通道。相信这可以虑及用于CT/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于所涉及的物体的检查的计算机断层摄影术设备（１００），所述计算机断层摄影术设备（１００）包括：　　　　探测器元件（１２３），所述探测器元件（１２３）分割成多个子像素；　　　　其中，所述多个子像素包括第一子像素和第二子像素；　　　　其中，所述第一子像素包括对应于第一能量阈值的第一计数通道和对应于第二能量阈值的第二计数通道；以及　　　　所述第二子像素包括对应于第三能量阈值的第三计数通道和对应于第四能量阈值的第四计数通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R普罗克萨，M格拉斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]