电荷丢失校正制造技术

本公开涉及辐射检测器(12)中的电荷丢失的校正。在一个实施例中，电荷丢失的校正因数可基于电荷形成事件(48)的辐射检测器(12)内的相互作用深度(82)和横向位置确定。该校正因数可应用于随后测量的信号以校正该测量的信号中的电荷丢失的发生。

【技术实现步骤摘要】

本文公开的主旨大体上涉及辐射检测技术和系统，并且更加具体地涉及使用这样的系统的信号的检测和校正。
技术介绍
在单光子发射计算机断层摄影(SPECT)成像和正电子发射断层摄影(PET)成像中，将放射性药物给予患者。该放射性药物典型地选择成以便基于身体中的生理或生物化学过程优先或差异性地分布在身体中。例如，可选择由肿瘤组织优先处理或吸收的放射性药物。在这样的示例中，该放射性药物将典型地在患者内的肿瘤组织周围采用更大的浓度被放置。在SPECT和PET成像中，当放射性药物在患者内分解或衰变时产生伽玛射线。这些伽马射线与相应PET或SPECT扫描仪内的检测机构(其能够定位衰变事件)相互作用， 由此提供放射性药物分布在患者中的位置的视图。如此，护理者可以观察到放射性药物不成比例地分布在患者中的位置并且可由此识别具有诊断意义的生理结构和/或生物化学过程位于患者内的位置。用于检测伽玛射线的机构可包括转换材料，其当被伽玛射线撞击时产生可由临近该转换材料的电极检测的电荷。该检测的电荷(其提供关于伽玛射线撞击事件的位点、能量和时序的信息)可进而用于产生经受成像的患者或其他对象的图像。然而，由于涉及检测器的结构因素，在某些情况下电荷信息可能丢失。例如，由于检测器在测量或读出的各种单位区域(例如像素)中的划分，一般在两个或更多像素之间发生的伽玛射线撞击可能未被检测到或可能另外经受另外会贡献于成像过程的电荷信息中的一些的丢失。该电荷信息的丢失可导致成像系统的降低或退化的性能。
技术实现思路
在一个实施例中，提供用于校正辐射检测器中的电荷丢失的方法。根据该方法，从该辐射检测器采集一个或多个阳极信号和阴极信号。该一个或多个阳极信号和阴极信号响应于与该辐射检测器的伽玛射线相互作用而出现。对与该辐射检测器的伽玛射线相互作用确定相互作用的深度。确定关于该一个或多个阳极的伽玛射线相互作用的横向位置。该一个或多个阳极信号基于相互作用的深度和横向位置分类到多个谱中之一。基于该一个或多个阳极信号和该一个或多个阳极信号的预期值之间的差别确定校正因数。在另外的实施例中，提供用于确定在辐射检测器处的信号丢失程度的方法。根据该方法，确定其中辐射在小于该辐射检测器的厚度的深度范围内相互作用的检测事件的第一子集。还确定对应于辐射检测器内检测事件的横向位置的检测事件的第二子集。产生与检测事件关联的阳极信号集的总和的发生频率的计数轮廓。另外，基于该计数轮廓，确定相互作用深度和横向位置的特定值的信号丢失的分数。在另外的实施例中，提供成像系统。该成像系统包括辐射检测器。该辐射检测器包括直接转换材料、设置在该直接转换材料的第一表面上的一个或多个阴极电极和设置在该直接转换材料的第二表面上的多个阳极电极。该成像系统还包括与该一个或多个阴极电极和多个阳极电极通信的数据采集电路和与该数据采集电路通信的信号处理电路。该成像系统还包括配置成控制该数据采集电路和信号处理电路中的一个或两个的操作并且与其通信的操作员工作站。该数据采集电路、信号处理电路或操作员工作站中的一个或多个配置成执行代码，其当执行时进行下列处理测量的信号数据集，访问适合校正由于在阳极电极中的两个或更多之间分流或丢失到分开相应阳极电极的间隙所引起的电荷丢失的一个或多个校正因数，以及应用该一个或多个校正因数于该测量的信号数据集以产生校正了电荷丢失的校正信号数据集。附图说明当下列详细说明参照附图(其中类似的符号在整个附图中代表类似的部件)阅读时，本专利技术的这些和其他特征、方面和优势将变得更好理解，其中图1是根据本公开的方面的SPECT成像系统的图解表示；图2是根据本公开的方面的检测器模块的一部分的剖视图；图3是根据本公开的方面描绘用于解决检测器模块内的电荷丢失的算法的步骤的流程图；图4是根据本公开的方面描绘分别作为相互作用深度的函数的阳极和阴极的电荷收集效率的曲线图；图5是根据本公开的方面描绘作为相互作用深度的函数的阴极与阳极信号比的曲线图；图6根据本公开的方面描绘单个像素的直方图的图表；图7根据本公开的方面描绘作为第一阳极信号对比第二阳极信号的电荷共享事件的图表；图8描绘其中强调感兴趣像素和相邻像素的像素网格的平面图；图9根据本公开的方面描绘指示有相互作用的深度的阴极/阳极信号对比阳极信号的图表；图10根据本公开的方面描绘在规定的相互作用深度的第一阳极信号对比第二阳极信号的图表；图11根据本公开的方面描绘用径向位点采样的第一阳极信号对比第二阳极信号的图表；图12根据本公开的方面描绘在规定的径向位点的第一阳极信号对比第二阳极信号的图表；图13根据本公开的方面描绘在规定的相互作用深度沿径向仓(bin)的观察的计数分布和预期的计数分布的图表；图14根据本公开的方面描绘在规定的相互作用深度的第一阳极信号对比第二阳极信号的图表；图15根据本公开的方面描绘沿径向线的计数轮廓；图16根据本公开的方面描绘曲线拟合到从每个径向样本采样的数据点；图17根据本公开的方面描绘对不同的相互作用深度拟合的曲线的图表；图18根据本公开的方面描绘径向线与拟合到采样的数据点的曲线的交叉；图19根据本公开的方面描绘电荷丢失曲线；图20根据本公开的方面描绘对每个相互作用深度标绘的在校正之前和之后组合电荷共享阳极信号的直方图；图21根据本公开的方面描绘在对所有事件和相互作用深度的校正之前和之后的组合电荷共享阳极信号的直方图；以及图22是根据本公开的方面描绘用于应用电荷丢失校正的算法的步骤的流程图。 具体实施例方式根据本公开，信号数据使用成像或同位素检测形态、例如单光子发射计算机断层摄影(SPECT)或正电子发射断层摄影(PET)成像系统或另一个适合的成像形态等来采集。 在一个实施例中，例如碲化镉锌(CZT)检测器等辐射检测器将入射辐射转换成电信号，其可用于产生图像。在这样的实施例中，当伽玛射线与CZT材料相互作用时，产生电子空穴对，其朝与CZT材料关联的电极移动。在一个实现中，阳极结构可形成为分开的阳极电极 (例如，像素)的网格，移动的电子和空穴在其上引起电荷。在正常操作中，在阳极电极上引起的电荷与入射伽玛能量成比例。因此，通过测量引起的电荷，可以间接测量入射伽玛能量。取决于伽玛射线相互作用的地点和阳极电极的形状与大小，电荷中的一些可能没有在相应的阳极电极处被感测到。事件离阳极电极的距离具有强烈的影响，因为由空穴在阳极上引起的电荷量是距离的函数。另外，电子不是朝阳极电极自身中的一个移动而是可以朝阳极电极之间的间隙移动。由于这样的电荷丢失的结果，感测的电荷可表示少于实际沉积的能量的信号。如本文论述的，本公开解决对这样的电荷丢失的校正。记下前述并且现在转向附图，图1描绘根据本公开的某些方面操作的SPECT系统 10。如将意识到的，在其他实现中，该成像系统可对应于另一个类型的适合的成像形态，例如PET成像系统等。图1的SPECT成像系统仅仅被描绘和论述以便于目前公开的信号处理方式在特定上下文中的说明使得该方式的方面可更容易理解。现在回到图1，描绘的SPECT系统10包括检测器组件12、数据采集电路14和图像重建与处理电路16。SPECT系统10的该检测器组件12典型地包括设置在一个或多个环中的许多检测器模块(一般由标号18标明)，如在图1中描绘的。在某本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于校正辐射检测器（１２）中的电荷丢失的方法，其包括步骤：从所述辐射检测器（１２）采集（５６）一个或多个阳极信号（６４）和阴极信号（６６），其中所述一个或多个阳极信号（６４）和阴极信号（６６）响应于与所述辐射检测器（１２）的伽玛射线位置分类到多个谱中之一中；基于所述一个或多个阳极信号（６４）和所述一个或多个阳极信号（６４）的预期值之间的差别确定（９６）校正因数（９８）。相互作用（４８）而出现；确定与所述辐射检测器（１２）的伽玛射线相互作用（４８）的相互作用深度（８２）；确定关于所述一个或多个阳极（４４）的伽玛射线相互作用（４８）的横向位置；将所述一个或多个阳极信号（６４）基于所述相互作用深度（８２）和横向

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：K·A·万格林，李文，杜岩峰，F·H·詹森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US