[發明專利]用于直接轉換x射線檢測器的極化校正

有效

• 申請號: 201680061282.3
• 申請日: 2016-10-11
• 公開（公告）號: CN108139494B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: R·斯特德曼布克;E·羅塞爾;H·德爾
• 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
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

光子計數x射線檢測器(3)遭受歸因于極化的性能退化。為了校正極化對所生成的x射線圖像的影響，本發明提出(i)將輻射檢測器(3)暴露于由另一輻射源(11)發射的第一輻射脈沖，并且獲得輻射檢測器(3)響應于第一輻射脈沖而生成的第一電脈沖信號(3)，(ii)隨后在采集圖像期間將輻射檢測器(3)暴露于由另一輻射源(11)發射的第二輻射脈沖，并且獲得輻射檢測器(3)響應于第二輻射脈沖而生成的第二電脈沖信號，以及(iii)比較第一電脈沖信號和第二電脈沖信號的幅度，并且基于該比較的結果生成x射線圖像。本發明提供了一種對應的x射線設備和一種對應的方法。

技術領域

本發明總體涉及光譜x射線成像。更具體地，本發明涉及一種用于生成對象的x射線圖像、包括光譜輻射檢測器的x射線設備，并且涉及一種使用光譜輻射檢測器來生成對象的x射線圖像的方法。

背景技術

在所謂的光譜或光子計數x射線成像中，可以單獨檢測入射到x射線設備的輻射檢測器上的x射線光子，并且可以確定它們的能量。為此目的，輻射檢測器包括直接轉換材料(諸如，例如碲化鎘(CdTe)或碲化鎘鋅(CZT))，當光子進入材料時，該直接轉換材料產生脈沖狀電流信號，其中電流脈沖對應于指示光子能量的電荷的量。為了確定光子能量，輻射檢測器生成表示由x射線光子生成的電荷量的電脈沖信號，并且該電脈沖信號的幅度被分配給多個預定能量范圍中的一個，預定能量范圍通常還被稱為能量段。在x射線掃描期間，分配給能量段的光子數目被計數，并且在計數數目的基礎上重建x射線圖像。通過這樣做，可以重建x射線圖像，其可以包括針對每個能量范圍的一個子圖像，和/或其相對于感興趣的不同材料示出對象的材料構成。

光譜x射線成像中使用的直接轉換輻射檢測器的已知問題是由捕獲的電荷引起的檢測器的不穩定性。這種電荷修正了輻射檢測器內的電場，并且從而導致檢測器的電荷采集特性的退化。這種退化通常被稱為極化。由于極化效應，材料在x射線光子的給定能量處產生的電荷量可以隨著時間和/或光子通量而改變。這可以導致對光子能量的不正確評估，這可以導致重建的x射線圖像中的偽像。

US 2014/0140469公開了一種包括主x射線源和x射線檢測器的計算機斷層攝影(CT)設備，x射線檢測器產生與由檢測器吸收的光子的總能量成正比的信號電流。在這點上，x射線檢測器具有不穩定的增益，并且CT設備被配置為執行增益校準程序。為此目的，該CT設備包括補充x射線源，補充x射線源用于在若干補充掃描中照射x射線檢測器。在補充掃描中測量的檢測器信號的基礎上，確定用于校正對象掃描的信號的校準數據。

發明內容

本發明的一個目的是減少由輻射檢測器的極化導致的x射線圖像中的偽影。

在本發明的第一方面中，提出了一種用于生成對象的x射線圖像的x射線設備。該設備包括光譜輻射檢測器和x射線輻射源，該輻射檢測器將由x射線輻射源發射并且已經橫貫該對象的x射線輻射轉換成與在采集圖像期間的x射線光子事件對應的電脈沖信號。該設備包括另一輻射源，另一輻射源被配置為將輻射檢測器暴露于第一輻射脈沖，并且在采集x射線圖像期間，另一輻射源被配置為將輻射檢測器暴露于第二輻射脈沖，第一輻射脈沖和第二輻射脈沖根據另一輻射源的相同配置被發射。此外，該設備包括檢測電路，該檢測電路被配置為檢測輻射檢測器由于輻射檢測器暴露于第一輻射脈沖而生成的第一電脈沖信號，并且被配置為檢測輻射檢測器由于輻射檢測器暴露于第二輻射脈沖而生成的第二電脈沖信號。此外，x射線設備被配置為比較第一電脈沖信號與第二電脈沖信號的幅度，并且基于比較的結果生成x射線圖像。

由于第一輻射脈沖和第二輻射脈沖根據另一輻射源的相同配置(例如相對于強度、波長和/或脈沖持續時間)被發射，所以當該輻射檢測器不受極化影響時，由輻射檢測器響應于曝光于第一輻射脈沖和第二輻射脈沖而由輻射檢測器生成的電脈沖信號將彼此對應。通過比較由輻射檢測器響應于曝光于第一輻射脈沖和第二輻射脈沖而生成的電脈沖信號，因此可以評估輻射檢測器的極化，并且通過在這種比較的結果的基礎上生成x射線圖像，可以校正極化的影響和/或補償這種影響。由此，可以減少由檢測器極化導致的圖像偽影。