[發明專利]具有積分的和計數的探測器元件的計算機斷層造影系統

有效

• 申請號: 201210164376.7
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102793554B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: T.弗洛爾;G.哈拉斯;D.尼德洛納;S.弗勞姆
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;G06F19/00;H05G1/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種計算機斷層造影系統，該計算機斷層造影系統具有至少兩組可同時運行的用于從多個不同的投影角度同時掃描檢查對象的探測器元件，其中至少一個第一組積分探測器元件被構造為用于積分的輻照測量，至少一個第二組計數探測器元件被構造為將入射的輻射譜分解為兩個能量間隔（Energiebins），并且具有計算機系統，用于控制CT系統和探測器元件的測量數據的至少一個采集，該計算機系統具有存儲器和位于其中的計算機程序。

背景技術

具有可同時運行的積分的和計數的探測器元件組的這樣的CT系統是一般公知的。在此，通常構造具有兩個角度錯開地布置的探測器的雙源CT系統，其中，第一探測器具有一組積分探測器元件，而第二探測器具有另一組計數探測器元件。利用兩個測量系統然后可以同時掃描檢查對象、通常是患者。

這樣的系統的問題在于，一方面雖然對于臨床的例行檢查可獲得具有積分探測器的CT系統的運行許可，然而具有計數探測器的CT系統還沒有或者只有在非常麻煩的許可方法之后才獲得這樣的許可。然而，在也進行研究的醫學研究院同時還存在能夠運行具有計數探測器系統的CT系統的愿望，以便對于該研究能夠利用這樣的探測器的關于更高的位置分辨率的優點以及能量分辨的測量的可能性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，找到一種CT系統，其一方面允許臨床運行，另一方面也允許能量分辨的掃描，必要時具有比積分探測器情況下更高的位置分辨率，而無需對于醫學運行允許該掃描方法的必要性。

發明人具有以下認識：

在醫學中使用的計算機斷層造影（CT）設備目前作為現有技術構造為具有積分閃爍探測器。在其中將擊中的X射線在兩級的過程中首先轉換為可見光，其然后由在后連接的光電二極管探測并且被轉換為電信號。對于相應的閃爍器的例子是氧化釓（Gadoliniumoxid）或硫氧化釓（Gadoliniumoxidsulfid）。這樣的閃爍探測器具有非常寬的動態范圍并且能夠無問題地處理在醫學計算機斷層造影技術中使用的最小和最大X射線流密度。另一方面，其空間分辨率受到限制，因為探測器像素出于機械原因由于在像素之間的用于機械和光學分離的不活躍的死區而不能任意縮小。此外積分閃爍探測器不提供光譜的信息，從而在X射線譜的不同的能量情況下X射線吸收的特定于材料的區別不能直接被采集。此外，從積分探測器探測的信號的對比度噪聲比不是最佳的，因為攜帶大多數對比度信息的低能量的量子按照其小的能量在積分探測器中也僅小地被加權，從而特定的材料，例如腦白質和腦灰質的對比度由此被降低。

與之相反存在計數探測器，其中擊中的X射線量子在直接過程中被轉換為電信號并且被計數。對于相應的探測器材料的例子是碲化鎘（Cadmiumtellurid）或碲化鋅鎘（Cadmium-Zinktellurid）。計數探測器能夠在表面上非常精細地構造，因為像素不必機械地分離并且因此消除了死區。由此比傳統的積分閃爍探測器明顯更高的空間分辨率是可能的。此外，擊中的X射線量子對于光譜的分辨率在不同的能量帶被探測，由此在不同的能量的情況下X射線吸收的特定于材料的區別可以利用唯一的測量來采集。通過對整個信號的份額的取決于能量的加權可能性，此外還允許與積分閃爍探測器相比改善對象對比度和由此對比度噪聲比。

然而，計數探測器由于采用的探測器材料而只具有一個有限的動態范圍，在所述材料情況下不允許超過最大X射線流密度，該動態范圍對于在醫學CT系統中不受限制的采用是不夠高的。此外，取決于前面的輻照的關于施加的劑量、劑量率和恢復階段的歷史，計數探測器具有高的信號漂移。

上面提到的實施方式變形分別涉及具有不同種類探測器元件的，也就是分別僅具有積分的或計數的探測器元件的分離的探測器。然而，屬于本發明范圍的還有混合的探測器，其既具有積分的也具有計數的探測器元件。

為了能夠利用這樣的計數探測器系統的優點，還需要極高的開發和研究開銷，然而計數探測器系統通常在研究院運行，研究院同時還實施醫學例行檢查。然而同時還存在如下必要性：在臨床運行中使用的CT系統需要許可，然而該許可目前利用合理的開銷僅對于具有積分探測器的傳統的探測器系統實現。