[發明專利]用于探測光子的探測設備以及其方法

有效

• 申請號: 201480064601.7
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN105793734B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: H·德爾;C·赫爾曼;F·貝格納;R·斯特德曼布克
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G01T1/24
• 分類號: G01T1/24;G01T1/17
• 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

本發明涉及一種用于探測由輻射源(2)發射的光子的探測設備(6)。所述探測設備(6)被配置為在第一時間段期間探測所述光子。所述探測設備(6)包括：具有中間直接轉換材料的傳感器(10)，所述中間直接轉換材料用于將光子轉換為電子和空穴；整形元件(20)；以及補償單元(450、INT、950)。所述補償單元(450、INT、950)適于基于電脈沖并且基于所述傳感器(10)的光電導增益來提供補償信號。本發明的核心是提供電路以通過如下操作來減小由于關于譜計算機斷層攝影中的直接轉換探測器的固有誤差的偽影：確定補償電流；探測或者監測基線恢復器反饋信號；或者忽略高于基線水平的信號。

技術領域

本發明涉及用于探測由輻射源發射的光子的探測設備和探測方法。

背景技術

如果具有不完全阻擋(陰極)接觸的Cd[Zn]Te被用于單光子計數探測器，則光電導增益引起尤其是對于DC耦合的讀出電子器件的主要問題：由于其是在光電流的頂部上的緩慢改變的電流，因此其導致在模擬讀出通道的輸出處朝向設置能量閾值的基線偏移，從而使得在沒有任何校正手段的情況下，光子的能量被誤差地記錄。如果持續電流非常緩慢地改變并且堆積效應是有限的，則能夠應用諸如常規基線恢復(BLR)的已知方法。公知地，如果感測整形器(SHA)的輸出處的脈沖頻繁堆積，則感測在SHA的輸出處的基線(BL)的常規BLR方法將導致顯著誤差的基線估計：在這種情況下，不再達到BL，因此BL被誤差地估計。

可以由具有雙極性波形的來自鄰近像素的感生的脈沖引起額外的效應。取決于所感生的脈沖相對于真實脈沖的信號的相位，所感生的脈沖能夠貢獻于堆積或者減小SHA輸出信號上可見的堆積。

此外，甚至在低X射線通量但長輻照時間下，傳感器得到極化。這在正確的閾值位置應當被確定的對探測器的能量校準期間是成問題。極化使校準失真。

除了以上之外，基線恢復器電路通常通過使用如下部件來實施：峰探測器，其感測基線；低通濾波器(例如，積分器)，其用于限制對低頻BL偏移的補償；以及(一個或多個)跨導體元件，其負責在輸入節點(或者整形器輸入，取決于實施方式)處注入或者吸收補償電流。然而，BLR電路內的峰探測器對尤其高于BL(在其中整形器輸出信號是低于該BL的脈沖的實施中)的期望背景電流的相對方向上的整形器輸出水平的漂移(excursion)非常敏感。亦即，高于BL水平的信號將由峰探測器感測為如同其是新的BL水平，從而在最壞的情況下導致等于完全信號漂移的校正，所述完全信號漂移高于BL水平。高于BL水平的這樣的漂移能夠主要由兩個非理想的偽影導致；亦即，來自鄰近像素的感生的脈沖(其具有在BL水平周圍的雙極性形狀)以及整形器過沖(高于BL水平的小半波)。

US2010172467A1涉及一種裝置，其用于根據成像設備(尤其是計算機斷層攝影裝置)中的撞擊X射線來生成可計數的脈沖。所述裝置包括：前置放大元件，其適于將由撞擊光子生成的電荷脈沖轉換為電信號；以及整形元件，其具有反饋回路并且適于將電信號轉換為電脈沖。延遲電路被連接到所述反饋回路，使得反饋回路在其期間收集電信號的電荷的時間被延長，以便改進整形元件的輸出處的電脈沖的幅度。

US2004027183A1公開了一種連續時間基線恢復(BLR)電路，其提供在恒定分數辨別器(CFD)裝備和定時電路中的內置脈沖尾抵消或者BLR尾抵消電路。BLR尾抵消電路被應用在恒定分數定時整形濾波器和裝備電路的輸出處，以允許以高輸入信號計數率操作的CFD電路的單片集成電路實施。與同時尾抵消一起，BLR尾抵消電路提供對dc偏離和計數率相關的基線誤差的校正。針對來自輸入信號的準確時間截取(pickoff)，需要對由于電子器件錯配的dc偏離和計數率相關基線誤差的校正。需要脈沖寬度或者脈沖尾抵消的減小，以：縮短高計數率信號的持續時間，以防止由新信號疊加在先前信號的尾部上的事件發生(被已知為脈沖堆積的狀況)引起的嚴重失真。在沒有脈沖尾抵消的情況下，存在由于脈沖堆積的時間截取的實質誤差。