[發明專利]用于產生X射線圖像數據集的方法

在審

• 申請號: 202011499438.0
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN113069128A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: E·格德雷;M·胡普費爾;B·克萊斯勒;M·彼得希爾卡
• 申請（專利權）人: 西門子醫療有限公司
• 主分類號: A61B6/00
• 分類號: A61B6/00;G06T11/00;G01T1/161
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 趙林琳

本公開的實施例涉及用于產生X射線圖像數據集的方法。本發明涉及一種用于借助X射線探測器產生X射線圖像數據集的方法，該方法包括以下步驟：在多個像素元件中的每個像素元件中，根據入射的X射線輻射，對至少一個計數信號數量進行第一計數；在像素元件子集中的每個像素元件中，利用多個像素元件中的至少一個另外的像素元件，對至少一個重合計數信號數量進行第二計數；基于在多個像素元件中的每個像素元件中被計數的至少一個計數信號數量、以及在像素元件子集中的每個像素元件中被計數的至少一個重合計數信號數量，產生X射線圖像數據集。

技術領域

本發明涉及一種用于產生X射線圖像數據集的方法、一種具有光子計數的X射線探測器的X射線探測器系統、以及一種具有帶有光子計數的X射線探測器的X射線探測器系統的醫學成像設備。

背景技術

光子計數的X射線探測器被用在許多成像應用中。因此，這些X射線探測器例如在醫學成像中的計算機斷層造影中被使用，以產生患者的檢查區域的斷層造影X射線圖像。

相對于能量積分的探測器，在X射線成像中使用光子計數的探測器提供了一系列優點。因此，光子計數的探測器能夠實現高的空間分辨率和固有的能量分辨的測量。然而，由于在探測器材料中產生的電荷云的有限的延伸(以及由于特征性的X射線輻射的產生)，當今的光子計數的X射線探測器的圖像質量受到限制。這導致X射線光子的全部能量并不總是沉積在被擊中的像素中，而是一部分能量被記錄在一個或多個相鄰的像素中。作為結果，一方面光子被記錄在錯誤的能量下，另一方面還可能對相鄰像素中的光子進行多次計數(＝重合(Koinzidenz))。這些重合不僅使探測器的光譜特性惡化，而且通常由于噪聲的增加和空間分辨率的降低而導致探測器的DQE(探測量子效率(detektiveQuanteneffizienz))惡化。因此，這是一種降低所有應用的圖像質量的效應。

用于解決該問題的典型的電路技術方案在于，在探測器的評估電子裝置中實現所謂的“電荷求和”電路(“charge summing”-Schaltungen)。這里，在探測過程期間，尤其在像素的評估電子裝置的仿真部分中識別出：電荷已經沉積在多個相鄰像素中，并且所有像素的全部電荷被分配給一個像素(通常是具有最多電荷或電流的最快上升的像素)。通過這種方式，防止了雙重計數并且幾乎恢復了原始電荷。這種電路的缺點在于，像素的死區時間(Totzeit)通過這種電路被大幅提高。由此加劇了所謂的“脈沖堆積”(“Pulse-Pile Up”)的問題，在該問題中，多個光子的信號重疊并且同樣導致失真的測量。因此，不再提供例如在計算機斷層造影中所要求的良好的高通量能力。備選地，通過增加像素尺寸(例如，增加到＞0.3mm邊緣長度)還可以抵消能量分辨率和DQE的變差，但是以高通量能力為代價，并且附加地以空間分辨能力為代價。

在DE 10 2011 077 859 B4中例如公開了一種量子計數的輻射探測器，該輻射探測器具有探測器元件的陣列，這些探測器元件分別產生取決于入射的輻射量子的能量的電荷量，并且被劃分到相鄰探測器元件的組，該輻射探測器還具有第一處理級，通過該第一處理級為多個組中的每個組分別提供如下的電信號，該電信號取決于組的探測器元件所產生的電荷量之和，并且該輻射探測器還具有第二處理級，通過該第二處理級，通過評估所提供的電信號對入射到相應組上的輻射量子進行計數，以便為每個組獲得計數結果。

在Scott S.Hsieh在IEEE Transactions on Medical Imaging上撰寫的“Coincidence counters for charge sharing compensation in spectroscopic photoncounting detectors”(doi：10.1109/TMI.2019.2933986)中還提出了重合計數器箱，該重合計數器箱的實現方案類似于現有的能量箱。

發明內容

本發明的目的是，提供一種在考慮重合信息的情況下以經改進的方式產生X射線圖像數據集的可行方案。