用于对信号计数或积分的辐射探测器制造技术

一种辐射敏感探测器阵列（１１２）包括探测光子并产生指示所探测光子的信号的光电传感器（２０４）。该辐射敏感探测器阵列（１１２）还包括信号分析器（２１４），在所述信号分析器（２１４）能够识别所述光电传感器（２０４）的输出中的信号时，对信号进行能量分箱和计数，并且在所述信号分析器（２１４）不能识别所述光电传感器（２０４）的输出中的信号时，在积分周期上对所述光电传感器（２０４）的输出进行积分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种辐射敏感探测器，并且本专利技术尤其适用于计算机断层摄影(CT)。不过，它也可以适应其他医疗成像应用和非医疗成像应用。计算机断层摄影(CT)扫描器包括发射多色辐射的x射线管，多色辐射横贯检查区域。探测器阵列对着在检查区域中与x射线管相对一侧上的弧，探测横贯检查区域的辐射。探测器阵列产生指示检查区域的信号。重建器重建信号并产生指示检查区域的体积图像数据。图像处理器处理体积图像数据以产生检查区域的一个或多个图像。对于包括常规积分或间接变换探测器(例如基于硫氧化钆(GOS)的探测器)的CT扫描器而言，得到的图像包括按照对应于相对放射密度的灰度值表示的像素。这种信息反映了被扫描主体的衰减特性，一般展示出诸如患者体内解剖结构、无生命对象物理结构等的结构。令人遗憾的是，x射线通过给定对象的衰减强烈依赖于入射x射线的光子能量。这种物理现象在图像中将自己表现为射束硬化伪影，例如不均匀性、阴影和条纹。可以容易地校正一些射束硬化伪影，但其他射束硬化伪影可能更难以校正。此外，在图像中低密度的高衰减材料可能获得与高密度的低衰减材料相同的CT数。于是，仅仅基于CT数，对于被扫描对象的材料构成可能几乎得不到或得不到信息。捕获辐射的频谱特性提供了更多信息，可以将其用于减少射束硬化伪影并提供关于被扫描对象材料构成的信息。由于信噪比(SNR)低，积分探测器一般不太适于计数。相反，诸如基于碲化镉锌(CdZnTe或CZT)或碲化镉(CdTe)的探测器的计数直接转换探测器可以通过例如并行地计数光子和测量光子的能量来捕获光谱信息。不过，计数探测器一般不太适于CT应用，因为这种探测器通常不能为每秒十(10)兆个(Mcounts/sec)以上的x射线通量计数光子，一些x射线管能够提供超过10M counts/sec，例如100M counts/sec的个数。可以将光子通量减小到计数探测器电子设备能够计数光子的水平；不过，这样减少光子通量可能会导致SNR降低，并且更重要的是，可能会减小动态范围，这是CT所不能接受的。此外，由于余辉大，直接转换计数探测器通常不太适于积分。本申请的各个方面解决了上述和其他问题。根据一个方面，一种辐射敏感探测器阵列包括探测光子并产生表示所探测光子的信号的光电传感器。该辐射敏感探测器阵列还包括信号分析器，在所述信号分析器能够识别所述光电传感器的输出中的信号时，对信号进行能量分箱和计数，在所述信号分析器不能识别所述光电传感器的输出中的信号时，在积分周期内对所述光电传感器的输出进行积分。根据另一方面，一种医疗成像设备包括发射横贯检查区域的辐射的辐射源以及探测横贯检查区域的辐射的探测器阵列。探测器阵列包括探测辐射并产生指示所探测辐射的电信号的光电传感器。数字化器产生包括所述电信号的数字表示的数字输出。在信号分析器能够识别所述数字输出中的电信号的数字表示时，信号分析器对所述数字输出中的电信号的数字表示进行能量分箱和计数，并且在所述信号分析器不能识别所述数字输出中的电-->信号的数字表示时，对所述数字输出进行积分。根据另一方面，一种方法包括确定数字化信号中的数字化脉冲是否相对于彼此可识别，其中每个数字化脉冲与从医疗成像系统发射的辐射束探测的光子的能量对应。该方法还包括在所述数字化脉冲相对于彼此可识别时，对所述数字化脉冲进行能量分辨。该方法还包括在所述数字化脉冲相对于彼此不可识别时对所述数字信号进行积分。本专利技术通过各种部件或部件布置，以及通过各种步骤或步骤布置而变得明显。附图的作用在于对优选实施例进行图示，不应将其解读为对本专利技术构成限制。图1示出了一种医疗成像设备；图2示出了该医疗成像设备的示例探测器阵列和示例信号处理部件；图3示出了流程图；图4示出了对于相对低x射线通量的数字化脉冲；图5示出了对于相对高x射线通量的数字化脉冲。首先，参考图1，计算机断层摄影(CT)扫描器100包括静止台架102，从扫描期间其大致静止的意义上来讲它是静止的。不过，静止台架102可以配置成倾斜和/或以其他方式被移动。计算机断层摄影(CT)系统100还包括旋转台架104，旋转台架104可旋转地耦合到静止台架102。旋转台架104关于纵向或z轴108绕着检查区域106旋转。在图示的实施例中，诸如x射线管的辐射源110由旋转台架104支撑并与旋转台架104一起绕着检查区域106旋转。辐射源110发射横贯检查区域106的多色辐射。在另一实施例中，CT系统100是具有由静止台架102支撑的一个或多个辐射源110的静止扫描器。辐射敏感探测器阵列112探测由辐射源110发射的横贯检查区域106的光子。辐射敏感探测器阵列112包括在z轴方向延伸的多行辐射敏感光电传感器和沿横向方向延伸的多列辐射敏感光电传感器。也预期单行探测器阵列构造。在图示的实施例中，辐射敏感探测器阵列112包括基于闪烁体的光电传感器，例如光通信中具有闪烁体的光电二极管，并且光电传感器和信号整形电子器件位于同一集成电路上。辐射敏感探测器阵列112产生指示所探测辐射的电信号，例如电流或电压。在其他实施例中，可以采用另一间接转换探测器或直接转换探测器，直接转换探测器直接产生指示所探测光子的电信号。适当的直接转换探测器的示例包括基于CZT、CdTe、铅(II)氧化物(PbO)、HgI的探测器。信号处理器114处理由辐射敏感探测器阵列112产生的信号。如下文更详细描述的，信号处理器114包括基于信号形状确定辐射敏感探测器阵列112产生的信号中的个体脉冲(一个或多个)是否可识别的电子器件。如果信号处理器114确定个体脉冲是可识别的，那么信号处理器114工作在计数模式下，并针对每个积分周期对个体脉冲进行能量分辨(能量分箱和计数)。如果信号处理器114确定个体脉冲是不可识别的，那么信号处理器114工作在积分模式下，并针对每个积分周期对信号的总能量进行积分。信号处理器114还可以根据脉冲产生数字定时信号。当信号大于预置值时，可以作为前沿鉴别器(Leading Edge Discriminator)信号生成定时；或者当信号是信号最大值的一小部分时，可以作为恒比鉴别(ConstantFraction Discrimination)生成定时。-->重建器116重建来自探测器的投影数据以产生指示患者内部解剖结构的体积数据。图像处理器118处理由重建器116产生的体积图像数据，以便以人类可读的形式加以显示。诸如卧榻的患者支撑物120在检查区域106中支撑患者。患者支撑物120可以沿着z轴108与旋转台架104的旋转协同地移动，以促成螺旋形、轴向或其他期望的扫描轨道。通用计算系统122充当操作员控制台。操作员控制台122包括诸如显示器和/或打印机的人类可读输出装置和诸如键盘和/或鼠标的输入装置。控制台122上驻留的软件允许操作员控制系统100的工作，例如，通过允许操作员选择扫描规程、发起扫描、终止扫描、观察和/或操控体积图像数据和/或以其他方式与系统100交互。图2还示出了探测器阵列112和信号处理部件114。探测器阵列112包括探测横贯检查区域106的辐射的辐射敏感光电传感器204。探测器阵列112包括闪烁体202和光电传感器204。或者，可以使用单个直接转换探测器将x射线辐射转换成电信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐射敏感探测器阵列（１１２），包括：光电传感器（２０４），所述光电传感器探测光子并产生指示所述光子的信号；信号分析器（２１４），在所述信号分析器（２１４）能够识别所述光电传感器（２０４）的输出中的所述信号时，其对所述信号进行能量分箱和计数，在所述信号分析器（２１４）不能识别所述光电传感器（２０４）的输出中的所述信号时，其在积分周期上对所述光电传感器（２０４）的输出进行积分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-12-20 61/015,2071.一种辐射敏感探测器阵列(112)，包括：光电传感器(204)，所述光电传感器探测光子并产生指示所述光子的信号；信号分析器(214)，在所述信号分析器(214)能够识别所述光电传感器(204)的输出中的所述信号时，其对所述信号进行能量分箱和计数，在所述信号分析器(214)不能识别所述光电传感器(204)的输出中的所述信号时，其在积分周期上对所述光电传感器(204)的输出进行积分。2.根据权利要求1所述的辐射敏感探测器阵列，还包括：接收所述信号并产生包括指示所探测光子的能量的脉冲的输出的电子器件(206)，其中，在所述信号分析器(214)能够识别所述电子器件(206)的输出中的所述脉冲时，所述信号分析器(214)对所述脉冲进行能量分箱和计数，并且在所述信号分析器(214)不能识别所述电子器件(206)的输出中的所述脉冲时，其在所述积分周期上对所述电子器件(206)的输出进行积分；以及晶片(208)，其中，所述光电传感器(204)和所述电子器件(206)都位于所述晶片(208)上。3.根据权利要求1所述的辐射敏感探测器阵列，还包括对所述光电传感器(204)的输出进行数字化的数字化器(212)，其中，所述信号分析器(214)分析经数字化的输出以确定在经数字化的输出中是否可识别所述信号。4.根据权利要求3所述的辐射敏感探测器阵列，其中，所述信号分析器(214)采用神经网络来确定经数字化的输出中是否可识别所述信号，其中，利用包括与低x射线通量对应的数字脉冲和与高x射线通量对应的数字脉冲的数据对所述神经网络进行训练。5.根据权利要求3所述的辐射敏感探测器阵列，还包括数字ASIC(210)，其中，所述数字化器(212)和所述信号分析器(214)都位于所述数字ASIC(210)上。6.根据权利要求1所述的辐射敏感探测器阵列，其中，所述光电传感器(204)包括光电二极管，所述光电二极管的电容在大约0到大约15皮法的范围内并且其电阻率至少为大约1千兆欧姆。7.根据权利要求6所述的辐射敏感探测器阵列，其中，所述电子器件(206)包括带宽为大约1千兆赫兹到大约10千兆赫兹的放大器。8.根据权利要求7所述的辐射敏感探测器阵列，其中，所述数字化器(212)包括以大约100兆赫兹采样的模数转换器。9.根据权利要求1所述的辐射敏感探测器阵列，其中，在与所探测光子对应的x射线通量等于或小于每秒10兆个计数时，所述辐射敏感探测器阵列(112)工作于光子计数模式下，在与所探测光子对应的x射线通量大于每秒10兆个计数时，所述辐射敏感探测器阵列(112)工作于积分模式下。10.根据权利要求1所述的辐射敏感探测器阵列，其中，所述辐射敏感探测器阵列(112)是计算机断层摄影扫描器(100)的部分。11.根据权利要求1所述的辐射敏感探测器阵列，...

【专利技术属性】
技术研发人员：N魏纳，
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