本发明专利技术涉及一种用于X射线成像设备(14)的探测器(12)的处理电子器件(18)，所述处理电子器件(18)包括具有至少一个计数输出(30)的脉冲计数器部分(22)以及具有强度输出(32)的积分器部分(24)，其中，所述处理电子器件(18)适于以这样的方式连接到传感器(16)，使得由所述脉冲计数器部分(22)、由所述积分器部分(24)或者由这两者对到达所述传感器(16)的X射线光子(58)进行处理，并且其中，所述处理电子器件(18)包括处理器(34)，所述处理器(34)适于连接到所述计数输出(30)以及连接到所述强度输出(32)，并且适于输出考虑了在所述计数输出(30)获取的计数信息(N)和在所述强度输出(32)获取的强度信息(I)的计数结果(K)，从而使得所述计数结果(K)包含从所述脉冲计数器部分(22)获取的信息(N)以及从所述积分器部分(24)获取的信息(M)。本发明专利技术还涉及用于探测器(12)的对应探测器元件(10)、X射线成像设备(14)、用于确定来自探测器元件(10)的计数结果(K)的方法、计算机程序、数据载体以及用于X射线成像设备(14)的探测器(12)。
【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X射线成像设备的探测器的处理电子器件以及用于根据X射线成 像设备的探测器中的探测器元件确定计数结果的方法、计算机程序、数据载体、用于探测器 的探测器元件、X射线成像设备以及用于X射线成像设备的探测器。
技术介绍
当要生成对象内部的三维图像时，计算机断层摄影(CT，也被称为计算断层摄影) 已经发展成常用手段。基于围绕单个旋转轴获取的大量二维X射线图像生成三维图像。尽 管CT最常用于人体的医学诊断，其还被发现可用于无损材料测试。关于CT的基础和应用 的详细信息可以在 Willi A. Kalender 的 “Computed Tomography (ISBN 3-89578-216-5) 一书中找到。未来的CT和X射线成像中的一个关键革新方面为对光子的能量分辨计数，当被分 析的对象曝露于X射线辐射时，允许这些光子穿过或者透射过该对象。根据所透射过的光 子所具有的数量和能量，在切片图像重建步骤之后，可以推断出X射线束穿过了哪种类型 的材料。特别地，这允许识别人体中的不同部分、组织和材料。当提到对光子的探测和计数时，应该理解，当光子撞击传感器的转换材料时，其生 成电荷脉冲。这一电荷脉冲(有时被称为电流脉冲)被探测到并且推断出光子的存在。电 荷脉冲源于X射线光子与传感器的转换材料相互作用时所生成的大量电子-空穴对。由于 所处理的电荷脉冲对应于X射线光子，对电荷脉冲的处理也被称为“处理X射线光子”或被 称为“处理光子”。人们显示出对具有能量色散特征的CT的极大兴趣，这是由于人们认识到其将能 够在X射线断层摄影成像中有新的应用，特别是关于造影剂(Gd、Au、Bi等)的K边缘成像。 另外，能量色散CT，也被称为谱CT，允许μ值的定量成像，同时比传统X射线CT更为剂量 有效。对高级抽象的模拟显示出基于能量色散单量子计数的谱CT产生现今的最佳性能。 然而，这样的探测器的实现并不是直接的，难于处理针对X射线强度的大的动态范围的能 量分散X射线探测。对单量子的计数在探测器的那些X射线束被所扫描的对象强烈地衰减的部分中 可以被很好地处理。这是由于通量密度显著地低于从X射线源发出的通量密度的事实。然 而，在计数模式中探测基本无衰减的辐射带来X射线CT中的挑战，这是由于扫描器必须要 处理大于IO9量子/mm2/s。考虑到这样高的光子入射率，区分单个光子并准确对其计数变 得非常困难。例如，当电荷在传感器中被收集时以及当模拟信号在电子器件中被处理时，探测 器将变得忙碌。这引起事件探测效率的显著下降。为了解决这一问题，可以应用量级为 200%的校正因子。然而，由于估计探测器中的真实事件率所需要的理想校正因子取决于入 射X射线光子通量的量值，不能预期准确的结果。所必须考虑的另一方面被称为“事件堆积”，其中，探测器中后续X射线光子的击 中引起探测器中的堆积。这导致所测得的X射线谱失真。已通过使用模拟显示出对于高 能量水平，特别是对于高于IOOkeV的能量通道，这一效应非常严重。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于X射线成像设备的探测器的改进的处理电子器件、对应 的探测器元件以及对应的X射线成像设备。本专利技术的另一目的是提供用于根据X射线成像 设备的探测器中的探测器元件确定计数结果的改进的方法、对应的计算机程序以及对应的 数据载体。本专利技术的又一目的是提供用于X射线成像设备的改进的探测器。根据本专利技术的一个方面，通过用于X射线成像设备的探测器的处理电子器件达到 这一目的，所述处理电子元件包括具有至少一个计数输出的脉冲计数器部分以及具有强度 输出的积分器部分，其中，处理电子器件适于以这样的方式连接到传感器，使得可以由脉冲 计数部分、由积分器部分或者由这两者对到达传感器的X射线光子进行处理，并且其中，所 述处理电子器件包括处理器，所述处理器适于连接到计数输出以及连接到强度输出，并且 适于输出考虑了在计数输出获取的计数信息以及在强度输出获取的强度信息的计数结果， 从而使得计数结果包含从脉冲计数器部分获取的信息以及从积分器部分获取的信息。根据本专利技术的另一方面，通过用于X射线成像设备的探测器的探测器元件达到这 一目的，所述探测器元件包括传感器，所述传感器包括具有多个像素的第一子传感器，第二 子传感器以及如上所述的处理电子器件。根据本专利技术的另一方面，通过具有如上述的处理电子器件的X射线成像设备达到 这一目的。根据本专利技术的另一方面，通过用于确定来自X射线成像设备的探测器中的探测器 元件的计数结果的方法达到这一目的，所述方法包括如下步骤-由适于提供计数信息的脉冲计数器部分从传感器至少接收第一信号；-由适于提供强度信息的积分器部分从传感器接收第二信号；-获取计数信息；-获取强度信息；-将所述强度信息转换为另一计数信息；以及-得出计数结果，使得其考虑了所述计数信息和所述另一计数信息，从而使得所述 结果包括从脉冲计数器部分获取的信息以及从积分器部分获取的信息。根据本专利技术的另一方面，通过包括当计算机程序在计算机上执行时，用于执行上 述方法的步骤的程序代码模块的计算机程序达到这一目的。根据本专利技术的另一方面，通过存储有如上所述的计算机程序的数据载体达到这一 目的。根据本专利技术的另一方面，通过用于X射线成像设备的探测器达到这一目的，其中， 所述探测器包括适于对入射X射线光子进行计数的第一子探测器，以及适于对入射通量的 强度进行感测的第二子探测器，所述第一子探测器包括具有至少一个像素的第一子传感 器，所述第二子探测器包括具有置于光电二极管之间的吸收物质的第二子传感器，其中，所 述第一子探测器被置于指向像素的入射射束的路径之外。如将在下面更详细描述的，本专利技术公开了关于其本身不提供能量分散信息的、与 入射光子通量有关的强度信息可以如何使用以得出能量分散信息，以及这一信息如何与从 以计数模式操作的电子器件得出的信息有利地进行组合的专利技术理念。在本专利技术所带来的各 种新方面中，下面的两个方面应被突出。第一，人们之前相信当以非能量分散模式(也被称 为积分模式)工作时，不能获得能量分散信息。这样的信息只有在计数模式时才能获得，然 而由于上面所描述的问题，所述计数模式不能被应用于高入射光子通量。与此相反，本专利技术 确定即使在积分模式下，也能够得出能量分散信息。特别地，已确定如果入射光子通量高，这意味着来自X射线源的光子通量仅仅受 到非常小的衰减。进而，已知衰减非常小，可以推断出与离开X射线源的光子通量相比，意 味着在各个能量带中包含什么量的能量或者什么量的光子的光子通量的能量分布并没有 太多改变。最后，由于来自X射线源的光子通量中的能量分布是公知的和/或可以被很好 地确定，所测得的特定强度可以被映射到特定能量分布，并且最终成为给定能量带中的光 子数量的特定分布。这样，可以从所测得的强度得出计数信息。第二方面集中于将来自脉冲计数器部分的计数信息和从积分器部分的强度信息 得出的另一计数信息进行组合。在进行本专利技术的过程中，已确定随着通量密度(光子/ mm2/s)增加，光子计数的准确性降低，然而随着光子通量增加(由于小的或者不存在的衰 减)，可以根据强度信息得出的另一计数信息在准确性上增加。另外，已注意到尽管在高 通量密度下获得的计数信息可能不准确，然而能够将其理解为对实际计数值的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于Ｘ射线成像设备（１４）的探测器（１２）的处理电子器件（１８），所述处理电子器件（１８）包括具有至少一个计数输出（３０）的脉冲计数器部分（２２）以及具有强度输出（３２）的积分器部分（２４），其中，所述处理电子器件（１８）适于以这样的方式连接到传感器（１６），使得由所述脉冲计数器部分（２２）、由所述积分器部分（２４）或者由这两者对到达所述传感器（１６）的Ｘ射线光子（５８）进行处理，并且其中，所述处理电子器件（１８）包括处理器（３４），所述处理器（３４）适于连接到所述计数输出（３０）以及连接到所述强度输出（３２），并且适于输出考虑了在所述计数输出（３０）获取的计数信息（Ｎ）和在所述强度输出（３２）获取的强度信息（Ｉ）的计数结果（Ｋ），从而使得所述计数结果（Ｋ）包含从所述脉冲计数器部分（２２）获取的信息（Ｎ）以及从所述积分器部分（２４）获取的信息（Ｍ）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.09.27 EP 07117322.31.一种用于X射线成像设备(14)的探测器(12)的处理电子器件(18)，所述处理电 子器件(18)包括具有至少一个计数输出(30)的脉冲计数器部分0 以及具有强度输出 (32)的积分器部分(M)，其中，所述处理电子器件(18)适于以这样的方式连接到传感器 (16)，使得由所述脉冲计数器部分(22)、由所述积分器部分04)或者由这两者对到达所述 传感器(16)的X射线光子(5 进行处理，并且其中，所述处理电子器件(1 包括处理器 (34)，所述处理器(34)适于连接到所述计数输出(30)以及连接到所述强度输出(32)，并 且适于输出考虑了在所述计数输出(30)获取的计数信息(N)和在所述强度输出(3 获取 的强度信息(I)的计数结果(K)，从而使得所述计数结果(K)包含从所述脉冲计数器部分 (22)获取的信息(N)以及从所述积分器部分04)获取的信息(M)。2.根据权利要求1所述的处理电子器件，其中，所述第一信号06)与所述第二信号 (28)相同。3.根据权利要求1所述的处理电子器件，其中，所述处理器(34)适于通过对所述计数 信息(N)相对于所述另一计数信息(M)进行加权来获取所述计数结果(K)。4.根据权利要求3所述的处理电子器件，其中，所述处理器(34)适于通过如下方式执 行加权-用第一权重(W1)乘以所述计数信息(N)；-用第二权重(W2)乘以所述另一计数信息(M)；-将相乘得到的乘积相加。5.根据权利要求4所述的处理电子器件，其中，所述处理器(34)适于在降低的计数值 和降低的强度值的情况中的至少一个出现时增加所述第一权重(W1)，和/或在增加的计数 值和增加的强度值的情况中的至少一个出现时降低所述第一权重(W1)。6.根据权利要求4所述的处理电子器件，其中，所述处理器(34)适于将所述第二权重 (w2)计算为数值1和所述第一权重(W1)之间的差。7.根据权利要求4所述的处理电子器件，其中，所述处理器(34)适于将所述第一权重 (W1)作为函数⑴的值得出，所述函数⑴接收来自包括计数信息(N)、强度信息(I)、另一 计数信息(M)以及初始强度值(...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·博伊默，G·蔡特勒，K·J·恩格尔，C·赫尔曼，R·斯特德曼布克，
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
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