[發明專利]用于對量子計數的X射線探測器進行能量校準的方法

有效

• 申請號: 201310087107.X
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103323872A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: M.艾肯西爾;S.卡普勒;E.克拉夫特;B.克萊斯勒;D.尼德羅納;S.沃思
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: G01T1/24
• 分類號: G01T1/24
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發明涉及一種用于對在X射線設備中的量子計數的X射線探測器進行能量校準的方法，該X射線設備具有至少兩個可圍繞旋轉中心轉動的X射線系統，這些X射線系統在轉動方向上相互錯開一個角度地布置。這樣的X射線設備在計算機斷層造影(CT)的領域中被采用，并且在設計方案中也以雙源計算機斷層造影設備或雙源C形臂X射線設備的名稱公知。本發明還涉及一種用于產生X射線熒光輻射的標靶，其適用于實施該方法。

背景技術

量子計數的X射線探測器，也稱為光子計數的X射線探測器通常具有由一種直接轉換的半導體材料組成的多個探測器元件(像素)的布置。被探測到的光量子在各自的探測器元件中產生電荷脈沖，該電荷脈沖被探測器電子器件轉換為測量電壓，該測量電壓在一個或多個比較器中與代表不同能級的闕值電壓進行比較。通過這種方式可以將特定的能量與被探測的光子對應并且相應地計數該光子。

由于電荷脈沖的大小或由此產生的測量電壓取決于入射的光量子的能量，通過設置電子闕值高度或比較器的闕值可以實現被計數的光量子的光譜的選擇。僅計數基于其能量產生超過比較器的闕值的電信號的輻射量子。

為對于入射的X射線量子的按照能量分辨的計數必須對探測器進行能量校準。必須對于每個探測器元件或每個測量通道分開地進行校準，以便分別考慮探測器材料和信號處理的電子器件的特殊性能。相應地，為了探測器的均勻的響應特性的實現以及由此例如在使用探測器的情況下在計算機斷層造影中盡可能無偽影且低漂移的CT圖像的獲得，盡可能精確地設置闕值電壓。對于量子計數的X射線探測器的能量校準例如可以采用放射性制劑、同步光源或K熒光輻射源，其發射被定義的譜線或量子。作為能量校準的結果，給比較器的每個闕值的數值分配一個能量闕值。

基于一些適用于校準的源的疑難的操作和低的可用性，通過K熒光輻射器提供了熒光校準的應用，該種K熒光輻射器不具有這樣的限制。但是迄今為止的熒光校準盡管已經在實驗室中實施，其中X射線探測器僅利用X射線熒光輻射來照射。在此出現的X射線流是極小的并且相應地不與在臨床掃描器中的方案相匹配。但是由于探測器(傳感器材料或探測器元件和信號處理的電子器件或ASIC)在輻照的條件下取另一個工作點，來自于實驗室的校準不是與在X射線設備中應用時的狀態最佳地相匹配，從而導致闕值的偏移。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種用于對在X射線設備中的量子計數的X射線探測器進行能量校準的方法，該X射線設備具有至少兩個可圍繞旋轉中心轉動的X射線系統，其避免了上述的闕值偏移的問題。

上述技術問題通過根據按照本發明的方法來解決。本發明的具有優勢的設計方案是可以從下面的描述以及實施實例中得悉。

所建議的方法涉及在計算機斷層造影的X射線設備中的量子計數的X射線探測器的能量校準，該X射線設備具有至少兩個可圍繞旋轉中心轉動的X射線系統，這些X射線系統在轉動方向上相互錯開一個角度地布置。在設計方案中，這樣的X射線設備被稱為所謂的雙源計算機斷層造影設備或稱為雙源C形臂X射線設備。相互錯開一個角度的每個X射線系統在此具有一個X射線管和一個與X射線管相對布置的X射線探測器。在所建議的方法中，熒光校準技術被用于對X射線設備的兩個探測器中的至少一個進行能量校準。在此，在兩個X射線系統中的一個(下面稱為第一X射線系統)的X射線源和X射線探測器之間定位用于產生X射線熒光輻射的標靶，并且利用該X射線系統的X射線源的X射線輻射來輻照以用于發射X射線熒光輻射。在此這樣進行標靶的定位，使得所產生的X射線熒光輻射的一部分擊中另一個(第二)X射線系統的探測器。然后利用該擊中的X射線熒光輻射實施該第二X射線探測器的能量校準。通過兩個X射線系統在X射線設備中相互錯開避免了，用于產生X射線熒光輻射的X射線輻射同樣擊中待校準的探測器。在另一方面，由此可以在沒有其它開銷的情況下僅通過將標靶例如以模體形式引入到兩個X射線系統的一個的輻射路徑的合適的位置上來實施上述(第二)X射線探測器的能量校準。對于第一X射線探測器的校準，然后可以以相同的方式通過在第二X射線系統的輻射路徑中進行標靶的相應定位來實現。在將標靶定位到各個計算機斷層掃描設備或C形臂設備的對稱中心中的情況下由此可以僅通過在兩個X射線管之間進行切換以及，如果需要，通過在對稱中心中合適地轉動標靶來實施兩個探測器的能量校準。