谱光子计数探测器制造技术

一种装置包括定标因子确定器（２３６），其基于针对能量阈值测量的探测到的光子的数量的计数以及估计的探测到的光子的所述数量的实际计数确定计数定标因子。所述光子包括由辐射敏感探测器探测到的多能光子。该装置还包括计数定标器（１３６），其使用所述计数定标因子以针对不同能量阈值对测量的探测到的光子的计数进行定标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】谱光子计数探测器本申请通常涉及谱光子计数探测器。虽然通过在计算机断层摄影(CT) 中的具体应用对其进行描述，但其也涉及期望能量分辨所探测到的具有不 同能量的光子的其他应用。计算机断层摄影(CT)系统包括辐射源，其发射横贯检查区域的多能 电离光子。这样的系统还包括辐射敏感探测器，其相对于检查区域位于所 述辐射源的对面，该辐射敏感探测器探测横贯检査区域的光子。所述探测 器针对每一个所探测到的光子生成电信号，诸如电流或电压。所述探测器 还包括用于基于所述电信号能量分辨所探测到的光子的电子器件。作为示例，辐射敏感探测器包括用于处理由传感器生成的电流的脉冲 整形器，以生成具有指示所探测到的光子的能量的峰值振幅的电压脉冲。 所述探测器还包括鉴别器，其对所述电压脉冲的振幅与根据不同能量级设 置的两个或更多个阈值进行比较。所述鉴别器针对阈值的输出当脉冲振幅 增大并越过所述阈值时升高而当脉冲振幅减小并越过所述阈值时降低。针 对每一个阈值，计数器对上升沿进行计数。如果两个或更多个阈值以及对 应的计数器被并入所述探测器，则能量面元划分器(binner)可以对能量范 围或面元中的计数进行面元划分。因此，基于经面元划分的数据可以能量 分辨所探测到的光子。遗憾的是，相继的光子探测之间的时间可能导致传感器中的脉冲堆积， 或脉冲整形器生成重叠脉冲。当脉冲重叠时，其振幅可能相结合以致不易 于从该结合中辨别出独立脉冲。因而，鉴别器可能不会发现脉冲的振幅越 过给定的阈值。此外，脉冲的峰值能量可能被重叠脉冲的振幅贡献所移位。 结果，所探测到的光子的能量分布可能被错误地移位。本申请的各方面解决了上述问题和其他问题。根据一个方面， 一种装置包括定标因子确定器，其基于针对能量阈值测量的探测到的光子的数量以及估计的探测到的光子的所述数量的实际计 数确定计数比例因子。所述光子包括由辐射敏感探测器探测到的多能光子。 所述装置还包括计数定标器，其使用所述计数定标因子以针对不同能量阈 值对测量的探测到的光子的计数进行定标。在另一方面， 一种成像系统的辐射敏感探测器包括计数器，其针对 多个能量阈值对指示探测到的X射线光子的未重叠的脉冲进行计数；以及 计数定标器，其针对被忽略的重叠的脉冲调整针对每个阈值的计数。基于 估计的探测到的具有最小能量的光子的计数以及测量的光子的计数而调整 所述计数，其中所述测量的光子的计数基于未重叠的脉冲的计数。在另一方面， 一种方法包括针对探测到的光子生成第一脉冲和第二脉 冲，其中所述第一脉冲具有指示所述探测到的光子的能量的峰值振幅，并 且所述第二脉冲具有指示所述探测到的光子的能量是否超出最小期望光子 能量的峰值振幅。具体来说，所述第二脉冲必须允许从错误的噪声导致的 信号中区分X射线导致的在传感器上的击中。该方法还包括针对多个不同 能量阈值对未重叠的第一脉冲的振幅超出阈值的次数进行计数并忽略重叠 的第一脉冲，并且对所述第二脉冲的振幅超出所述最小期望光子能量的次 数进行计数。该方法还包括通过用所述第二脉冲超出所述最小期望光子能 量的次数除以所述未重叠的第一脉冲超出所述多个不同能量阈值中的最低 阈值的次数来计算定标因子。所述方法还包括使用所述定标因子以调整针 对所述多个不同能量阈值中的每一个的计数。在阅读和理解下面详细描述的基础上，本领域普通技术人员将认识到 本专利技术的更多其他方面。本专利技术可以通过各种组件和组件的布置以及各种步骤和步骤的布置而 变得明显。附图仅用于说明优选实施例的目的，而不应被解释为限制本发 明。图l示出了一种成像系统；图2示出了所述成像系统的一部分，其用于针对多个能量阈值调整对 所探测到的光子的计数；图3示出了一种脉冲门控技术；图4示出了一种脉冲门控技术；图5示出了一种方法；图6示出了所述系统的计数模式部分。参考图l，计算机断层摄影(CT)系统100包括旋转扫描架部分104， 其围绕纵轴或Z轴绕检查区域108旋转。诸如X射线管的X射线源112被 旋转扫描架部分104支撑并发射横贯检查区域108的多能辐射束。辐射敏感探测器116包括像素118，其在至少180度加上一个扇角的范 围内探测由源112发射的光子。所述像素118针对每个所探测到的光子生 成对应的电信号，诸如电流或电压。合适的传感器的示例包括直接转换探 测器(例如，基于碲锌镉(CZT)的探测器)以及基于闪烁体的探测器，该 基于闪烁体的探测器包括与光电传感器进行光通信的闪烁体。脉冲整形器120处理所述电信号并生成指示所探测到的光子的一个或 多个脉冲，诸如电压或其他脉冲。如在下面更详细描述的，所述脉冲整形 器120包括用于在第一时间间隔内对电荷进行积分以生成具有指示所探测 到的光子的能量的峰值振幅的脉冲的电子设备，以及用于在相对较短的第 二时间间隔内对电荷进行积分以生成具有指示所探测到的光子的能量是否 超出最小期望能量的峰值振幅的脉冲的电子设备。能量鉴别器124能量鉴别所述脉冲。这包括将所生成的脉冲的振幅与 各自对应于特定能量级的一个或多个阈值相比较。所述能量鉴别器124针 对每个阈值生成指示所述振幅是否增大并越过对应的阈值以及是否减小并 越过所述阈值的输出信号。例如，当振幅增大并越过对应的阈值时，所述 输出信号可以包括上升(或下降)沿，而当振幅减小并越过对应的阈值时， 所述输出信号可以包括下降(或上升)沿。计数器128针对每个阈值对信号中的上升(或下降)沿进行计数。脉 冲滤除器132滤除脉冲，或门控所述计数器128使得所述计数器128忽略 诸如堆积脉冲的非预期脉冲的上升(或下降)沿或不对其进行计数。所述 脉冲滤除器132基于所述能量鉴别器124的输出生成门控信号。计数定标器136针对阈值对计数进行定标或调整以说明未被计数的被 忽略的脉冲。在一个实例中，如在下面更详细描述的，所述计数定标器136基于针对阈值所测量的所探测到的光子的计数以及针对该阈值所估计的所 探测到的光子的总计数，生成针对该阈值的计数定标因子。所述计数定标 器136使用所述计数定标因子以针对阈值对计数进行定标。重建器140基于信号的谱特性选择性地对由所述探测器116所生成的 信号进行重建。诸如床的对象支架148在检查区域108中支撑患者或其他对象。所述 对象支架148是可移动的以在执行扫描程序时相对于所述检查区域108引 导所述对象。通用计算机用作操作控制台144。所述控制台144包括诸如监视器或显 示器的人类可读输出设备，以及诸如键盘和鼠标的输入装置。驻留在控制 台144上的软件允许操作者例如通过图形用户接口 (GUI)控制所述扫描器 100并且与所述扫描器100交互。这样的交互可以包括用于基于谱特性对信 号进行重建的指令。如上面所讨论的，所述计数定标器136对所测量的计数进行定标以说 明未被计数的脉冲。下面描述用于确定合适的计数定标因子k的非限制性方法，该计数定标因子k可以用于对所测量的计数进行定标。针对多能谱的衰减系数p可以被分解成不同的分量。在一个示例中， 这样的分量可以包括钙和水的衰减系数。在另一示例中，这样的分量可以 包括光电效应、康普顿效应以及k边材料分量。针对后一种情况，衰减系 数H可以被分解为方程1的函数方程l:幻=* i (幻+ / (A)2 O + /4 (f( 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，其包括：　定标因子确定器（２３６），其基于针对能量阈值测量的探测到的光子的数量的计数以及估计的探测到的光子的所述数量的实际计数确定计数定标因子，其中，所述光子包括由辐射敏感探测器探测到的多能光子；以及　计数定标器（１３ ６），其使用所述计数定标因子以针对不同能量阈值对测量的探测到的光子的计数进行定标。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-6-1 60/941,3621、一种装置，其包括定标因子确定器(236)，其基于针对能量阈值测量的探测到的光子的数量的计数以及估计的探测到的光子的所述数量的实际计数确定计数定标因子，其中，所述光子包括由辐射敏感探测器探测到的多能光子；以及计数定标器(136)，其使用所述计数定标因子以针对不同能量阈值对测量的探测到的光子的计数进行定标。2、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述计数定标因子确定器(236) 通过用所述估计的实际计数除以所述测量的计数来生成所述计数定标因 子。3、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述定标因子确定器(236) 通过求解从衰减系数的谱分解导出的多个联立方程来确定所述计数定标因 子。4、 根据权利要求1所述的装置，还包括计数器块(128)，其分别对探 测到的具有比所述不同能量阈值的能量大的能量的光子进行计数。5、 根据权利要求1所述的装置，还包括脉冲整形器(120)，包括 慢速整形器(204),其接收指示所述探测到的光子的信号并由此在第一时间间隔期间生成第一脉冲，其中，所述第一脉冲具有指示所述探测到 的光子的能量的峰值振幅；以及快速整形器(212)，其接收指示所述探测到的光子的信号并由此在第 二时间间隔期间生成第二脉冲，其中，所述第二脉冲具有指示所述探测到 的光子的能量是否超出最小期望能量的峰值振幅，并且所述第二时间间隔 充分短于所述第一时间间隔；其中，基于所述第一脉冲确定所述测量的计数，并且基于所述第二脉 冲确定所述估计的实际计数。6、 根据权利要求5所述的装置，还包括能量鉴别器(124)，其将所述 第一脉冲的振幅与所述不同能量阚值进行比较，以基于所述阈值能量分辨 所述探测到的光子，并且将所述第二脉冲的振幅与根据所述最小期望能量 设置的最小阈值进行比较，以确定所述探测到的光子的能量是否超出所述 最小期望能量。7、 根据权利要求6所述的装置，其中，所述不同阈值的最低阈值以及 所述最小阈值对应于公共能级。8、 根据权利要求5所述的装置，还包括脉冲滤除器(132)，其生成指示探测到的光子之间的时间差的信号；以及针对所述不同能量阈值的多个计数器(224k)，当由所述信号指示的所 述时间差大于预设的时间差时，所述多个计数器分别对探测到的具有超出 对应的能量阈值的能量的光子进行计数。9、根据权利要求5所述的装置，还包括计数器(228)，其对超出所 述最小期望能量的第二脉冲进行计数，以确定所述估计的探测到的光子的 实际...

【专利技术属性】
技术研发人员：C赫尔曼，R斯特德曼，C博伊默，G蔡特勒，
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]