[發明專利]成像系統探測器校準

有效

• 申請號: 201280034114.7
• 申請日: 2012-07-12
• 公開（公告）號: CN103648391A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: R·卡爾米
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

技術領域

以下大體涉及基于X射線的成像系統探測器陣列的輻射敏感探測器的校準，并且針對計算機斷層攝影（CT）的特定應用進行描述；然而，以下也適用于其他基于X射線的成像系統。

背景技術

CT掃描器一般包括由旋轉機架支撐的X射線管，所述旋轉機架被能旋轉地附接到固定機架。所述X射線管發射穿過檢查區域以及其中的對象或受試者的部分的輻射。受試者支撐體將所述對象或受試者定位在所述檢查區域中用于掃描。輻射敏感探測器陣列被設置于所述檢查區域的對面，位于所述X射線管的相對側，并且包括多個探測器元件，其探測穿過所述檢查區域的輻射，并產生指示所探測的輻射的投影數據。所述投影數據可以被重建以生成指示所述檢查區域中的所述對象或受試者的所述部分的體積圖像數據。

常規的CT掃描器典型地包括積分探測器，其典型地包括光學耦合到（例如硅光電二極管的）光電二極管陣列的閃爍體陣列。常規的CT閃爍體例如是基于Gd₂O₂S（稱作GOS）、(LuTb)₃Al₅O₁₂（稱作LuTbAG）或幾種形式的（Gd、Y、Ga）AG的。所述閃爍體陣列包括閃爍材料，其吸收經過所述檢查區域以及所述對象或受試者的部分的X射線，并且產生與所吸收的X射線的總能量成比例的光。所述光電二極管陣列吸收由所述閃爍材料產生的光，并將所吸收的光轉換成與所吸收的光成比例的電流。理想的探測器產生與在所述探測器中吸收的X射線強度（即讀數中所有光子的總能量）成正比的信號電流。

這樣的探測器具有時間依賴的增益。大體上，探測器的所述增益表示從X射線能量到電信號的轉移函數。典型地，選用于所述探測器陣列的所述閃爍體的所述材料具有隨時間接近恒定的增益。這樣，執行空氣校準掃描，以生成探測器增益校準數據，并且大概每月一次進行隨后的空氣校準掃描，以反映探測器增益的改變。大體上，空氣校準包括在所述檢查區域中什么都沒有時掃描，使得所述X射線沒有被衰減而經過所述檢查區域，并且基于所述探測器的輸出信號確定每個探測器的所述增益。校準之間增益的任意改變通常可能不顯著并且已被忽略。

在一些情況中，上述常規CT探測器可能并非最佳選擇或甚至是不合適的，例如針對諸如那些涉及光譜CT、光子計數或使用非常低探測X射線通量的協議的應用來說。對于這樣的應用，具有較高增益（光輸出）或具有光譜解析性質的探測器常常是更好的選擇。具有較高光輸出的閃爍體可能更合適，因為它們以下情況中提供較高的信噪比和減少的圖像偽影，所述情況例如：1）具有低患者劑量的臨床協議；2）高速掃描（例如心臟掃描）；3）針對高的軟組織對比限定的具有低管電壓的協議；4）具有如下探測器陣列的CT掃描器，所述探測器陣列針對高空間分辨具有特別小的像素；5）針對更好的材料分離和/或其他優點的雙層雙能量CT。對于光子計數光譜CT，最佳選擇可能是直接轉換材料。

已知具有（相對于GOS）較高光輸出的幾種探測器材料。這樣的材料的范例包括諸如以下的閃爍體材料：ZnSe（最大（max.）～80,000光子/兆電子伏（ph/MeV））、Y₂O₂S（max.～63,000ph/MeV）、SrI₂（max.～90,000ph/MeV）、LaBr₃（max.～61,000ph/MeV）、Ba₂CsI₅（max.～97,000ph/MeV）等等；以及諸如以下的直接轉換材料：CdZnTe、CdTe、TlBr、GaAs等等。作為對比，常規GOS閃爍體能達到max.～50,000光子/MeV的較低光輸出。諸如前文提及的ZnSe的幾種輕元素閃爍體可能非常適合雙層雙能量CT探測器。從光探測器的方面看，硅光電倍增管（SiPM）或雪崩光電二極管（APD）可以被用于實現較高的靈敏度。

遺憾的是，相對于前文提及的常規閃爍體的增益，上述材料具有不穩定性，增益隨時間較頻繁地改變。這樣，用于校準常規閃爍體增益的常規方法，例如上文討論的在其中大概每月重新校準增益的范例方法不太適合被用于校準這樣的材料的增益。因此，存在著對用于校準探測器增益的其他方法的待解決需要。

發明內容

本申請的各方面解決以上提到的問題及其他問題。