造影成像设备及用于造影成像设备的探测器制造技术

用于在造影中探测和定位电离X射线或伽玛射线的X射线探测装置，该装置包含：X射线探测器，其包用于将入射X射线光子束中的入射X射线光子转换为可探测的电荷的括转换装置；以及用于在探测器中通过非线性放大增益系数放大电荷的放大装置，该非线性放大增益被描述为在入射X射线光子高通量时放大增益的减小量；以及放大增益调节装置，其被配置以根据X射线源的放射参数改变放大装置中的放大增益，该X射线源提供入射X射线光子束和/或被传播光子束，该入射光子束用于执行造影检查，该被传播光子束由探测器从X射线源通过待成像主体获得。X射线成像设备及操作该射线成像设备的方法也被呈现。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在造影成像中探测和定位电离X射线或伽玛射线的X射线探测器。本专利技术进一步涉及造影成像设备，其包括此类X射线探测器，以及操作该造影成像设备的方法。
技术介绍
按惯例，在造影成像中，由射线源射出的X射线束被直接穿过待检查的主体，例如病人的身体。穿过主体传播的X射线束由X射线探测器探测,并且由X射线探测器所提供的结果数据被用于以图像的形式表现主体的内部结构。在检查中，穿过主体的X射线的吸收程度与身体组织的密度或构成物体的物质的密度相关联。然而，在人体造影成像中经常会遇到一个难点，那就是身体对X射线吸收有宽阔的动态范围。图片I中呈现的曲线I示出被2. 5mm的铝过滤后穿过一系列软组织厚度的IOOkV的典型X射线束的传播动态范围。考虑中的软组织范围可非常宽阔，特别是在肥胖者或超重者的情况下。通常，对于身体质量指数(BMI)为46kgm-2的人来说，腹部厚度在46cm左右。在身体中X射线束的动态传播范围可达到30至50，其取决于病人的身体质量指数。在数字造影中，造影图像由像素组成，每个像素对应于一个探测元件或一块探测区。为了形成图像，每个探测像素都具有电子读出器，其能在给定积分时间内使被检测到的X射线的电子信号被读取。用于各探测像素的电子读出器通常包括一个储能电容，其具有预先限定的电荷存储能力。通常，每个储能电容被制成能存储最强电荷信号的尺寸，特别是对应于源自X射线源的X射线束的直接部分(其中，光子被直接从X射线源射至X射线探测器而没有被物体或身体吸收)，该X射线源在高能量(kVp)和高强度(mAs)下被操作。这类操作的X射线放射参数被使用在，例如肥胖身体的造影成像中，其中所检测的骨组织位于身体深层结构中。量子限制探测器(quantum limited detector)的动态范围因此会被输出信号的比率所限定，该输出信号与直接X射线束、电子读出器的噪声相对应。当探测器和读出器出现线性响应时，输出信号是探测器输入信号的线性函数。这意味着具有丰富结构信息的高吸收结构区(例如相当于曝光时间内I至100个光子)例如肌肉骨骼图像的骨结构将在输出图像上以与如皮肤一样的高通量和低结构内容区(anatomical content)的方式被呈现。这对于诊断需求来说明显不理想，并且能导致用于病人的剂量的增加。当造影检查用于微身体肥胖的病人或用于低光子衰减的器官时，X射线放射参数被减小以提供较弱的光束，以便于使病人接收的剂量最小化。在一些情况下，直射X射线束的强度能比用于肥胖者骨组织检查的光束强度最多小200倍。在这些情况下，读出电子器件的储能电容仅接收到它能承受电荷的约1/200，且对电子读出链的信噪比的信号被同样的因数减少。如果探测器或电子读出器是线性的，这导致图像对比度的显著降低，从而降低图像质量。特别是，相比于前述肥胖病人情况，高吸收结构区(例如相当于曝光时间内I至100个光子)将在输出图像中出现更低(低200倍)的灰度级范围。这显然不利于图像质量，并会导致用于病人的剂量的增加。
技术实现思路
因此，有利的是提供一种无论病人的肥胖度高低都能在高X射线吸收结构区提供改良的图像对比度和质量的造影成像设备。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于在造影中探测和定位电离X射线或伽玛射线的X射线探测仪器，该仪器包含χ射线探测器，其包括用于将入射X光子束中的入射X射线光子转换为可探测的电荷的转换装置；以及非线性放大装置，其用于在探测器中通过非线性放大增益系数放大电荷；所述非线性放大系数的特征是放大增益的减少量，其响应于入射X射线高通量时入射X射线光子束通量的增长量；以及放大增益调节装置，其被配置以根据X射线源的放射参数和/或根据由X射线源经过成像主体后被探测器接收到的发射束来改变非线性放大装置的非线性放大增益，该X射线源为待执行的造影检查提供入射X射线光子束。在这种方式下，放大增益可以根据放射参数和/或待成像主体来被调整。因此，这使得根据所执行的造影研究来调整X射线探测器内部放大增益成为可能，以便于例如在所获得图像中的最大可获得信号对应于通过读出电子器件读取的最大可接受电荷区域。此夕卜，内部放大增益能被调整以充分发挥非线性放大效应，以便于图像的低强度部分可以被高度放大，该低强度部分对应于由主体造成的高X射线衰减，而图像的高强度部分被较少放大，该高强度部分对应于由主体造成的低X射线衰减。相应的，即使由对应于高衰减的微弱信号产生的图像，该图像对比度也被优化。本专利技术的第二部分提供了一种造影成像仪器，其包含X射线源，其用于射出X射线光子束，准直器，其用于将X射线光子束形成为平面光子束，以用于穿过待成像物体的传播；以及根据前述权利要求中任一项所述的X射线光子探测装置，其用于探测穿过该物体传播的X射线光子。本专利技术的第三部分提供了操作用于在造影中探测和定位电离X射线或伽玛射线的X射线探测装置的方法，该方法包含操作X射线源以根据与待执行的造影检查相对应的给定的X射线放射参数将X射线束射至X射线探测器；将X射线探测器中的入射X射线光子转换为可探测的电荷；通过放大增益系数放大探测器中的电荷；以及根据给定的X射线放射参数来调整放大增益。在本专利技术实施例中-非线性放大增益的特征可以是，当入射X射线光子束通量增加时，探测器输出信号增长率的下降，调节装置被配置以调整非线性放大装置的放大增益，以便于在入射X射线高通量时，X射线探测器的输出响应信号越来越慢地趋于饱和水平。-放大增益调节装置，其可以被配置以根据X射线探测器对直接入射X射线光子束的响应来调整放大增益。-放大增益调节装置，其可以被配置以调整放大增益，以便于被放大电荷基本对应于信号处理器件的最大充电能力，该信号处理器件与X射线探测器配合，用于处理被放大电荷。-放大增益调节装置，其可以被配置以调整放大增益，以便于X射线低通量时的放大增益和X射线高通量时的放大增益之间的差值被最大化。-放大增益调节装置，其可以被配置以根据所获得的待成像主体的预览图像参数进一步调整放大增益。-X射线探测器可以包含气态雪崩室，其包括气室，其具有用于入射X射线光子束的进入窗口，并包含适于通过电离过程将入射X射线光子转化为电子-离子对的气体；电极装配，其位于气室内，并包含大量被布置成彼此相关的电极，以便于当电场被应用于电极之间时形成漂移区，在该漂移区中电子向其中一个电极漂移，且气态雪崩过程在所述电极附近被激活以用于扩增电子数量，且其特征在于放大增益调节装置被配置以调整被应用于电极之间的电场，以便根据待执行的造影检查来改变放大增益。-电极装配可以包含第一阳极，其包含大量排列在两个平面的阴极之间的拉长的阳极元件，阳极和阴极被配置成彼此之间基本平行，且其中，至少其中一个阴极平面包含大量用于探测由离子所引起的电荷信号的拉长的阴极元件，每个阴极元件配备有用于处理电荷信号的信号处理电子器件。-信号处理电子器件可包括储能电容，其用于存储在给定积分时间内从各阴极元件中收集的一定量的电荷。且其中，放大增益调节装置被配置以调整电场，以便于响应于直射X射线束而收集到的电荷与储能电容最大可存储电荷的大部分相对应。根据本专利技术的至少部分方法可以由计算机实现。这些方法可以在可编程仪器上的软件中被实现。它们也可以单独在硬件或软件中实现，或以软硬件组合实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：帕斯卡尔·戴索泰，
申请(专利权)人：EOS成像公司，
类型：
国别省市：