[發(fā)明專利]能量鑒別光子計數(shù)檢測器及其用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880013363.5
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN110678125B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 金燕南;彼得·邁克爾·伊迪克;芮雪;付賡
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;A61B6/00;G01T1/36;G06T11/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖;錢慰民

1.一種基于X射線的成像系統(tǒng)，包括：

X射線源，所述X射線源被配置為以一個或多個能譜發(fā)射X射線；

X射線檢測器，所述X射線檢測器包括基于硅的直接轉換材料，其中所述X射線檢測器被配置為在操作期間響應于所傳輸?shù)腦射線而生成信號，并且其中所述信號對應于在每個暴露間隔內在不同能級下觀察到的光子計數(shù)；和

處理部件，所述處理部件被配置為接收來自所述X射線檢測器的所述信號并且基于所觀察到的能級將至少一個相應傳輸能譜的光子計數(shù)數(shù)據(jù)合并到以下中的一者：

主要高能量倉，所述主要高能量倉高于第一閾值；

低能量倉，所述低能量倉介于第二閾值與所述第一閾值之間；

次級高能量倉，所述次級高能量倉介于第三閾值與所述第二閾值之間；和

未分辨?zhèn)}，所述未分辨?zhèn)}介于電子噪聲閾值與所述第三閾值之間；

其中所述處理部件被配置為基于所述未分辨?zhèn)}中的所述光子計數(shù)來生成經校正的高能量光子計數(shù)數(shù)據(jù)和經校正的低能量光子計數(shù)數(shù)據(jù)，并且使用所述經校正的高能量光子計數(shù)數(shù)據(jù)和所述經校正的低能量光子計數(shù)數(shù)據(jù)來生成一個或多個圖像，并且

其中所述處理部件被配置為通過以下方式基于所述未分辨?zhèn)}中的所述光子計數(shù)生成經校正的高能量光子計數(shù)數(shù)據(jù)和經校正的低能量光子計數(shù)數(shù)據(jù)：

通過使用經測量的低能量光子計數(shù)并且使用經測量的高能量光子計數(shù)執(zhí)行初始材料分解來導出初始水面積密度估計值和初始碘面積密度估計值，所述經測量的高能量光子計數(shù)包括所述主要高能量倉和所述次級高能量倉中的所述光子計數(shù)；

使用正向模型以及所述初始水面積密度估計值和所述初始碘面積密度估計值來分辨所述未分辨?zhèn)}中的光子計數(shù)，以產生高能量光子計數(shù)校正項和低能量光子計數(shù)校正項；以及

使用所述低能量光子計數(shù)校正項來校正所測量的低能量光子計數(shù)以生成經校正的低能量光子計數(shù)，并且使用所述高能量光子計數(shù)校正項來校正所測量的高能量光子計數(shù)以生成經校正的高能量光子計數(shù)。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于X射線的成像系統(tǒng)，其中所述處理部件被進一步配置為基于觀察到的能級將所述至少一個相應傳輸能譜的所述光子計數(shù)數(shù)據(jù)合并到低于所述電子噪聲閾值的丟棄倉中。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于X射線的成像系統(tǒng)，其中所述第一閾值包括低能量/高能量閾值，所述第二閾值包括基于X射線束中的最高能量的康普頓散射閾值，并且所述第三閾值包括對應于所述第一閾值的康普頓邊緣。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于X射線的成像系統(tǒng)，其中所述處理部件被配置為通過選擇所述主要高能量倉中的所述光子計數(shù)或者所述主要高能量倉和所述次級高能量倉中的所述光子計數(shù)的總和中的至少一者來生成所述高能量光子計數(shù)數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于X射線的成像系統(tǒng)，其中所述處理部件被配置為通過使用光譜形狀或檢測器光譜響應函數(shù)中的一者或兩者來分辨所述未分辨?zhèn)}中的所述光子計數(shù)，基于所述未分辨?zhèn)}中的所述光子計數(shù)生成經校正的高能量光子計數(shù)數(shù)據(jù)和經校正的低能量光子計數(shù)數(shù)據(jù)。

6.一種用于分辨X射線光子計數(shù)數(shù)據(jù)的方法，包括：

通過測量穿過對象的X射線光子的傳輸來獲取所述對象的經測量的X射線傳輸光譜；

基于所測量的傳輸光譜來確定低能量光子計數(shù)、高能量光子計數(shù)和未分辨的能量光子計數(shù)；

使用所述低能量光子計數(shù)和所述高能量光子計數(shù)來執(zhí)行初始材料分解以生成初始水面積密度估計值和初始碘面積密度估計值；

使用模擬光譜以及從所述初始水面積密度估計值和所述初始碘面積密度估計值的衰減來生成模擬的傳輸光譜；

基于所述模擬的傳輸光譜和所述未分辨的能量光子計數(shù)，生成低能量光子計數(shù)校正和高能量光子計數(shù)校正；

使用所述低能量光子計數(shù)校正來校正所述低能量光子計數(shù)以生成經校正的低能量光子計數(shù)，并且使用所述高能量光子計數(shù)校正來校正所述高能量光子計數(shù)以生成經校正的高能量光子計數(shù)；以及

使用所述經校正的低能量光子計數(shù)和所述經校正的高能量光子計數(shù)來執(zhí)行后續(xù)材料分解以生成經校正的水面積密度估計值和經校正的碘面積密度估計值。