[發(fā)明專利]混合光子計數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380079883.3
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN105593701B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 道格拉斯·Q·阿布拉罕;巴薩克·烏爾卡·卡貝亞
• 申請（專利權(quán)）人: 模擬技術(shù)公司
• 主分類號: G01T1/17
• 分類號: G01T1/17
• 代理公司: 北京派特恩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11270
• 代理人: 徐川;姚開麗

除了其他方面，本文描述了用于重置探測器單元的積分電路(206)和/或探測器單元中的電子裝置(200)的一個或多個技術(shù)和/或系統(tǒng)。當(dāng)積分電路(206)輸出的電壓信號超過指定閾值(例如，指示已經(jīng)探測到指定數(shù)量的輻射光子)時，電荷注入電路(208)被配置成向積分電路(206)注入電荷。注入電荷典型地與積分電路(206)的電容器(214)所儲存的儲存電荷具有相反的極性，并且注入電荷被配置成抵消儲存電荷。以這種方式，電容器(214)的電勢減小，這將導(dǎo)致由積分電路(206)輸出的電壓信號減小。此外，每個測量區(qū)間中的重置次數(shù)可以被記錄，以確定在該測量區(qū)間中探測器單元的輻射探測元件輸出的平均電流，進(jìn)而有助于獲取光子積分讀數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及輻射成像系統(tǒng)的領(lǐng)域。本申請?zhí)貏e地應(yīng)用于輻射成像系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用光子計數(shù)探測器陣列來測量撞擊在該光子計數(shù)探測器陣列上的輻射光子的數(shù)量和/或能量。

背景技術(shù)

如今，輻射成像系統(tǒng)例如可用于提供被檢測對象的信息、圖像、內(nèi)部特定部分，輻射成像系統(tǒng)諸如為計算機(jī)斷層掃描(Computed Tomography，CT)系統(tǒng)、單光子發(fā)射計算機(jī)斷層掃描(Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT)系統(tǒng)、投影系統(tǒng)、和/或線掃描系統(tǒng)。通常地，對象被暴露在包含光子的輻射(例如x射線、γ射線等)中，并且基于由對象的內(nèi)部特定部分所吸收和/或衰減的輻射，或相反地基于能夠穿過對象的輻射光子數(shù)量來形成一個或多個圖像。通常地，對象的高密度特定部分比較低密度的特定部分吸收和/或衰減更多的輻射，并且因此當(dāng)被較低密度的特定部分(例如肌肉或衣服)包圍時，具有較高密度的特定部分(例如骨骼或金屬)將清楚可見。

輻射成像系統(tǒng)典型地包括具有一個或多個探測器單元的探測器陣列。各個探測器單元被配置成將撞擊在探測器單元上的輻射光子間接地或直接地轉(zhuǎn)換成用于生成電信號的電荷。探測器單元典型地為“能量積分”或“光子計數(shù)”類型的探測器單元(例如，成像系統(tǒng)工作在能量積分模式或光子計數(shù)模式)。

能量積分探測器單元被配置成將輻射能量轉(zhuǎn)換成電荷。對在一段時間(例如，有時被稱為測量區(qū)間)中所生成的電荷進(jìn)行積分，以生成與探測器單元上的入射輻射光子通量率(incoming radiation photon flux rate)成比例的信號。盡管能量積分探測器單元被廣泛地使用，但是該類型的探測器單元也存在許多缺點(diǎn)。例如，能量積分探測器單元通常無法提供關(guān)于所探測到的輻射光子的數(shù)量或能量的反饋。另一個缺點(diǎn)是，存在由噪音所限定的探測下限，以致具有很少乃至為零的入射輻射的探測器單元可以因(例如，由輻射探測元件和/或探測器單元的電子裝置所生成的)熱讀取噪聲和/或模擬讀取噪聲而產(chǎn)生某種信號?？梢岳斫獾氖?，由于這個下限，施加到被檢測對象的輻射劑量通常大于在探測器單元為光子計數(shù)類型的情況下可施加到該對象的輻射劑量。

光子計數(shù)類型的探測器單元被配置成針對各個探測到的輻射光子(例如，其中，輻射光子的探測也可以被稱為探測事件)輸出信號(例如，脈沖)。在某些實(shí)施例中，信號(例如，脈沖的幅值)指示出所探測到的輻射光子的輻射能量?？刂破骼绫慌渲贸苫谠撁}沖確定各個探測到的輻射光子的位置和能量、將在測量區(qū)間內(nèi)所發(fā)生的探測事件進(jìn)行累積、將信息數(shù)字化、和/或處理數(shù)字信息以形成圖像。可以理解的是，光子計數(shù)類型的探測器單元相較于能量積分探測器單元具有很多優(yōu)勢。例如，對輻射光子的計數(shù)基本上沒有噪聲(例如，除了固有的光子散粒噪聲)。因此，對被檢測對象可以施加更低劑量的輻射。此外，光子計數(shù)單元通常具有能量鑒別或波長鑒別的能力。

雖然光子計數(shù)類型的探測器單元相較于能量積分探測器具有許多優(yōu)勢，但是由于在高輻射通量率處的飽和問題(例如，脈沖堆積)等，光子計數(shù)類型的探測器單元還沒有廣泛地應(yīng)用于某些成像模態(tài)。例如，CT系統(tǒng)通常發(fā)射的光子數(shù)多達(dá)10⁹個每平方毫米每秒，并且能夠以更高的通量率發(fā)射輻射光子。在該高通量率處，光子計數(shù)類型的探測器單元可能無法在對第一輻射光子進(jìn)行探測與對第二輻射光子進(jìn)行檢測的中間無法返回正常狀態(tài)，這可能導(dǎo)致將兩個探測事件計為單個(例如，更高能量)事件。

發(fā)明內(nèi)容