具有偏移校正的用于探測光子的放射探測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于探測光子的探測裝置，例如在放射成像系統(tǒng)中所使用的探測裝置。一種探測單元(14)，其生成具有指示探測到的光子(13)的能量探測信號脈沖高度的探測信號脈沖，其中，探測值生成單元(16)依賴于探測信號脈沖而生成能量分辨的探測值。信號脈沖生成單元(15)生成具有預(yù)定義的仿真信號脈沖高度和預(yù)定義的生成的速率的仿真信號脈沖。探測值生成單元(16)將觀察到的速率確定為由探測值生成單元(16)所觀察到的具有大于預(yù)定義的閾值的仿真信號脈沖高度的仿真信號脈沖的速率，并且依賴于所確定的觀察到的速率來確定探測信號脈沖的偏移。這允許可靠地確定可被用于校正最后生成的探測值的探測信號脈沖的偏移，例如由放射探測設(shè)備中的暗電流漂移所產(chǎn)生的探測信號脈沖的偏移。
【專利說明】具有偏移校正的用于探測光子的放射探測裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于探測光子的探測裝置、探測方法和探測計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明還涉及用于對對象進(jìn)行成像的成像裝置、成像方法和成像計(jì)算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002]X.Llopart 等人在 IEEE Transactions on Nuclear Science 第 49 卷，第 5 期，2279到 2283 頁(2002 年 10 月)的文章 “Medipix2:A64_k pixel readout chip with55- μ msquare elements working in single photon counting mode” 公開了依賴于所探測至Ij光子而生成探測值的光子計(jì)數(shù)探測器。具體而言，使用直接轉(zhuǎn)換材料將光子轉(zhuǎn)換成信號脈沖，其中，每個(gè)信號脈沖與單個(gè)光子相對應(yīng)，并且其中，相應(yīng)信號脈沖的信號脈沖高度指示相應(yīng)光子的能量。信號脈沖分配到數(shù)個(gè)能量箱中，其中，針對每個(gè)能量箱生成探測值，所述探測值指示指派到相應(yīng)能量箱的信號脈沖的速率。
[0003]信號脈沖高度可以包括由持久電流引起的偏移。該偏移可能導(dǎo)致能量箱當(dāng)中信號脈沖的分配的損壞，并且因此，導(dǎo)致生成的探測值的質(zhì)量的降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種允許可靠地確定偏移的用于探測光子的探測裝置、探測方法和探測計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種用于對對象進(jìn)行成像的包括所述探測裝置成像裝置、相對應(yīng)的成像方法以及成像計(jì)算機(jī)程序。
[0005]在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于探測光子的探測裝置，其中，所述探測裝置包括:
[0006]-探測單元，其用于探測光子，其中，所述探測單元適于生成具有指示探測到的相應(yīng)光子的能量的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖，
[0007]-探測值生成單元，其用于依賴于探測信號脈沖而生成能量分辨的探測值，
[0008]-信號脈沖生成單元，其用于生成具有預(yù)定義的仿真信號脈沖高度和預(yù)定義的生成的速率的仿真信號脈沖，并且用于將生成的仿真信號脈沖提供給探測值生成單元，
[0009]其中，探測值生成單元適于:a)接收仿真信號脈沖，b)將觀察到的速率確定為接收到的具有大于預(yù)定義的仿真信號高度脈沖閾值的仿真信號脈沖高度的仿真信號脈沖的速率，其中，所述仿真信號高度脈沖閾值接近或大于預(yù)定義的仿真信號脈沖高度，并且c)依賴于仿真信號脈沖的所確定的觀察到的速率來確定探測信號脈沖的偏移。
[0010]由于仿真信號高度閾值接近或大于預(yù)定義的仿真信號脈沖高度，因而如果在確定觀察到的速率時(shí)不存在偏移，則觀察到的速率應(yīng)該非常小或者為零。隨著偏移增加，觀察到的速率也將增加，這是因?yàn)椋捎谄?，仿真信號脈沖高度將大于初始生成的仿真信號脈沖高度，使得更多仿真信號脈沖具有大于預(yù)定義的仿真信號高度閾值。觀察到的速率因此是針對由探測值生成單元所接收的仿真信號脈沖的偏移并且因此針對探測信號脈沖的偏移的可靠量度。探測信號脈沖的偏移因此可以依賴于仿真信號脈沖的經(jīng)確定的觀察到的速率而可靠地進(jìn)行確定。
[0011]探測單元優(yōu)選地包括像鎘鈰(CdCe)或鎘鋅碲(CZT)那樣的直接轉(zhuǎn)換材料，用于依賴于光子遇到所述直接轉(zhuǎn)換材料而生成探測信號脈沖。
[0012]探測值生成單元優(yōu)選地適于將仿真信號脈沖與仿真信號高度脈沖閾值進(jìn)行比較用于確定觀察到的速率。探測值生成單元還優(yōu)選地適于將探測信號脈沖與定義能量箱的探測信號高度脈沖閾值進(jìn)行比較，以便將探測信號脈沖分配到能量箱中，其中，針對每個(gè)能量箱，確定指示指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率的探測值。用于將探測信號脈沖和仿真信號脈沖與相應(yīng)閾值進(jìn)行比較的比較過程優(yōu)選地由探測值生成單元的比較器來執(zhí)行。
[0013]當(dāng)在探測值生成單元中將仿真信號脈沖高度與仿真信號高度脈沖閾值進(jìn)行比較時(shí)，觀察到的速率優(yōu)選地是具有大于仿真信號高度脈沖閾值的仿真信號脈沖高度的仿真信號脈沖的速率。生成的速率是指如由信號脈沖生成單元所生成的相應(yīng)速率。
[0014]優(yōu)選地，探測信號脈沖高度小于預(yù)定義的最大探測信號脈沖高度，其中，仿真信號高度脈沖閾值大于最大探測信號脈沖高度。這確保僅仿真信號脈沖而非探測信號脈沖對觀察到的速率有貢獻(xiàn)，從而進(jìn)一步改進(jìn)確定偏移的可靠性。
[0015]還優(yōu)選地，探測值生成單元包括觀察到的速率與偏移之間的指派，其中，探測值生成單元適于基于指派和實(shí)際觀察到的速率來確定偏移。指派可通過校準(zhǔn)測量來確定，其中，觀察到的速率被確定，而偏移和預(yù)定義的生成的仿真信號脈沖是已知的，即它們的所生成的仿真信號脈沖高度和所生成的速率。指派也可以作為觀察到的速率與偏移之間的函數(shù)而提供，其可以是基于理論考慮的。
[0016]具體而言，探測值生成單元可以適于:i)提供將觀察到的速率建模為以下兩項(xiàng)的積的模型a)仿真信號脈沖的生成的速率；和《噪聲可能性，其定義仿真信號脈沖中的噪聲大于仿真信號高度脈沖閾值減去生成的仿真脈沖高度并且減去偏移的可能性；并且ii)修改要被確定的偏移，使得所建模的觀察到的速率與實(shí)際觀察到的速率之間的偏差被降低，從而確定偏移。噪聲可能性優(yōu)選地由噪聲可能性函數(shù)來提供。仿真信號脈沖中的噪聲是作為電子噪聲的仿真信號脈沖的隨機(jī)波動(dòng)，其是探測裝置(具體而言，探測值生成單元)的特性。
[0017]可能性可以通過將像高斯可能性密度那樣的相對應(yīng)的可能性密度從a)仿真信號高度脈沖閾值減去生成的仿真脈沖高度并且減去偏移到b)無窮大進(jìn)行積分運(yùn)算來確定。這允許非常準(zhǔn)確地確定偏移，其基于以下假設(shè):在將仿真信號脈沖高度與仿真信號脈沖高度閾值進(jìn)行比較時(shí)，仿真信號脈沖高度是如由信號脈沖生成單元所預(yù)定義并且生成的初始仿真信號脈沖高度、噪聲和偏移的組合。
[0018]探測值生成單元可以適于提供對堆積效應(yīng)進(jìn)行建模的堆積模型，所述堆積效應(yīng)由具有大于仿真信號高度脈沖閾值的組合的信號脈沖高度的組合的探測信號和仿真信號脈沖引起，并且基于堆積模型校正大于仿真信號高度脈沖閾值的仿真信號脈沖的觀察到的速率。
[0019]在實(shí)施例中，探測值生成單元適于通過如下方式來生成能量分辨的探測值:將探測值脈沖與定義能量箱的探測信號高度脈沖閾值進(jìn)行比較，以便將探測信號脈沖分配到能量箱中，并且基于偏移來校正探測信號脈沖的分配，從而針對每個(gè)能量箱生成指示相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率的經(jīng)校正的探測值。這允許通過針對偏移校正能量箱當(dāng)中的分布來改進(jìn)探測值的質(zhì)量。
[0020]優(yōu)選地，探測值生成單元適于確定指派到能量箱的探測信號脈沖的速率對偏移的靈敏度并且基于偏移和經(jīng)確定的靈敏度來校正指派到能量箱的探測信號脈沖的速率。在校正該速率時(shí)考慮指派到能量箱的探測信號脈沖的速率對偏移的靈敏度進(jìn)一步改進(jìn)了探測值的質(zhì)量。
[0021]還優(yōu)選地，能量箱由兩個(gè)探測信號脈沖閾值定義，第一探測信號脈沖閾值和第二探測信號脈沖閾值，其中，探測值生成單元適于:
[0022]-將能量箱的探測信號脈沖的速率確定為以下兩項(xiàng)之間的差:a)第一速率，其是具有大于第一探測信號高度脈沖閾值的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖的速率，和b)第二速率，其是具有大于第二探測信號高度脈沖閾值的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖的速率，
[0023]-確定第三速率，其是具有大于第一靈敏度信號高度脈沖閾值的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖的速率，所述第一靈敏度信號高度脈沖閾值小于第一探測信號脈沖高度閾值，
[0024]-確定第四速率，其是具有大于第二靈敏度信號脈沖高度閾值的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖的速率，所述第二靈敏度信號脈沖高度閾值小于第二探測信號脈沖高度閾值，
[0025]-依賴于第一速率與第三速率之間的差和第二速率與第四速率之間的差來確定指派到能量箱的探測信號脈沖的速率對偏移的靈敏度。
[0026]可以通過假設(shè)探測信號脈沖高度不是被偏移修改，而是定義相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖高度閾值已經(jīng)相應(yīng)地被移動(dòng)，來考慮探測信號脈沖高度的偏移。因此，第一速率與第三速率之間的差指示指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率對由偏移引起的第一探測信號脈沖高度閾值的移動(dòng)的靈敏度，并且第二速率與第四速率之間的差指示指派到相應(yīng)能量箱的探測脈沖信號的速率對歸因于偏移的第二探測信號脈沖高度閾值的移動(dòng)的靈敏度。如果第一速率與第三速率之間的差和第二速率與第四速率之間的差彼此相減，那么如果偏移存在，則減法結(jié)果指示指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率的改變。該減法結(jié)果因此可以被認(rèn)為是指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率對偏移的靈敏度。
[0027]在實(shí)施例中，探測值生成單元可以適于基于以下兩項(xiàng)的平均值來確定指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率對偏移的靈敏度:a)指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率對相應(yīng)能量箱的寬度的比率以及b)指派到鄰近的能量箱的探測信號脈沖的速率對所述鄰近的能量箱的寬度的比率。這允許僅基于探測信號脈沖高度與定義能量箱的探測信號脈沖高度閾值的比較來確定靈敏度，而不必要要求與像上文所提到的靈敏度信號高度閾值那樣的進(jìn)一步閾值的比較。具體而言，針對相應(yīng)能量箱，可以確定第一平均值，其是以下兩項(xiàng)的平均值:a)指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率對相應(yīng)能量箱的寬度的比率以及b)指派到緊接的前一個(gè)能量箱的探測信號脈沖的速率對緊接的前一個(gè)能量箱的寬度的比率，并且可以確定第二平均值，其是以下兩項(xiàng)的平均值:a)指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率對相應(yīng)能量箱的寬度的比率，以及b)指派到緊接的后一個(gè)能量箱的探測信號脈沖的速率對緊接的后一個(gè)能量箱的寬度的比率。針對相應(yīng)能量箱的靈敏度可以通過第一平均值和第二平均值彼此相減來確定。[0028]探測值生成單元可以適于基于偏移和指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率對偏移的靈敏度的積來校正指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率。這允許以相對簡單的方式來校正探測值。具體而言，針對能量箱，偏移和靈敏度的積可以添加到指派到能量箱的探測脈沖信號的速率，以便校正相應(yīng)探測值。
[0029]探測值生成單元也可以適于通過以下方式來生成能量分辨的探測值:a)基于偏移來校正探測信號脈沖，b)將探測信號脈沖與定義能量箱的探測信號脈沖高度閾值進(jìn)行比較，以便將探測信號脈沖分配到能量箱中，并且c)針對每個(gè)能量箱生成指示相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率的探測值。這提供以相對簡單的方式來依賴于偏移來校正探測值的進(jìn)一步的可能性。
[0030]在本發(fā)明的另一方面中，提出了一種用于對對象進(jìn)行成像的成像裝置，其中，所述成像裝置包括:
[0031]-光子源，其用于生成用于穿過對象具有不同能量的光子，
[0032]-探測裝置，其用于探測已穿過所述對象之后的光子并且用于生成如權(quán)利要求1所定義的能量分辨的探測值。光子源優(yōu)選地是多色X射線源，并且探測裝置優(yōu)選地適于探測已穿過所述對象之后的X射線光子。成像裝置優(yōu)選地是計(jì)算機(jī)斷層攝影系統(tǒng)或X射線C型臂系統(tǒng)，其允許沿安排在例如假想圓柱或假想球體上的軌跡來圍繞對象旋轉(zhuǎn)所述光子源和所述探測裝置。軌跡例如是圓形或螺旋形軌跡。
[0033]成像裝置可以包括用于控制光子源和探測裝置的控制單元，其中，光子源和探測裝置被控制為使得在探測單元不探測光子時(shí)，仿真信號脈沖被生成并且由探測值生成單元接收。這允許在探測裝置不被光子源生成的光子所照射時(shí)，確定偏移。這大體降低了通過光子對偏移的確定中的可能擾動(dòng)并且因此還可以改進(jìn)偏移的確定的可靠性。
[0034]成像裝置優(yōu)選地包括重建單元，所述重建單元用于基于能量分辨的探測值和偏移來重建對象的圖像。具體而言，重建單元可以適于基于未校正的能量分辨的探測值和偏移來重建對象的圖像。偏移可以被認(rèn)為是能量箱的探測信號脈沖高度閾值的移位。這些移位的閾值可以通過例如將探測值分解成不同組分的材料分解技術(shù)來考慮，所述不同組分可以指示像骨骼和軟組織那樣的不同材料和/或像光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和K邊效應(yīng)那樣的不同物理效應(yīng)。例如，E.Roessl 和 R.Proksa 在 Physics in Medicine and Biology,第 52 卷，第 4679 到 4696 頁(2007 年)的文章 “K-Edge imaging in χ-ray computed tomographyusing mult1-bin photon counting detectors”中公開了一種相應(yīng)的分解技術(shù)，通過引用將其并入本文。
[0035]在本發(fā)明的又一方面中，提出了一種用于探測光子的探測方法，其中，所述探測方法包括:
[0036]-通過探測單元探測光子，其中，生成具有指示相應(yīng)的探測到光子的能量和探測信號脈沖高度的探測信號脈沖，
[0037]-通過探測值生成單元依賴于探測信號脈沖來生成能量分辨的探測值，
[0038]-通過信號脈沖生成單元生成具有預(yù)定義的仿真信號脈沖高度和預(yù)定義的生成的速率的仿真信號脈沖，并且將生成的仿真信號脈沖提供給探測值生成單元，
[0039]其中，探測值生成單元:a)接收仿真信號脈沖；b)將觀察到的速率確定為所接收到的具有大于預(yù)定義的仿真信號高度脈沖閾值的仿真信號脈沖高度的仿真信號脈沖的速率，其中，仿真信號高度脈沖閾值接近或大于預(yù)定義的仿真信號脈沖高度，并且C)依賴于仿真信號脈沖的所確定的觀察到的速率來確定探測信號脈沖的偏移。
[0040]在本發(fā)明的又一方面中，提出了一種用于對對象進(jìn)行成像的成像方法，其中，所述成像方法包括:
[0041 ]-通過光子源生成具有不同能量的光子以穿過所述對象，
[0042]-探測用于生成能量分辨的探測值的光子并且確定如權(quán)利要求12所定義的偏移。
[0043]在本發(fā)明的又一方面中，提出了一種用于探測能量分辨的探測數(shù)據(jù)的探測計(jì)算機(jī)程序，其中，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼模塊，當(dāng)探測計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行于控制如權(quán)利要求1所述的探測裝置的計(jì)算機(jī)上時(shí)，所述程序代碼模塊用于令所述探測裝置運(yùn)行如權(quán)利要求12所定義的探測方法的步驟。
[0044]在本發(fā)明的又一方面中，提出了一種用于對對象進(jìn)行成像的成像計(jì)算機(jī)程序，其中，所述成像計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼模塊，當(dāng)所述成像計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行于控制如權(quán)利要求9所述的成像裝置的計(jì)算機(jī)上時(shí)，所述程序代碼模塊用于令所述成像裝置實(shí)行如權(quán)利要求13所定義的成像方法的步驟。
[0045]應(yīng)當(dāng)理解，如權(quán)利要求1所述的探測裝置、如權(quán)利要求9所述的成像裝置、如權(quán)利要求11所述的探測方法、如權(quán)利要求13所述的成像方法、如權(quán)利要求14所述的探測計(jì)算機(jī)程序和如權(quán)利要求15所述的成像計(jì)算機(jī)程序具有相似和/或相同的優(yōu)選實(shí)施例，具體而言，如從屬權(quán)利要求中所定義。
[0046]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例也可以是從屬權(quán)利要求與相應(yīng)獨(dú)立權(quán)利要求的任何組合。
[0047]本發(fā)明的這些和其他方面從下文所描述的實(shí)施例將變得顯而易見并將參考下文所描述的實(shí)施例對其進(jìn)行闡釋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]在附圖中:
[0049]圖1示意性和示范性地示出了用于對對象進(jìn)行成像的成像裝置的實(shí)施例；
[0050]圖2示意性和示范性地示出了用于探測光子的探測裝置的實(shí)施例；
[0051]圖3示意性和示范性地示出了光子的光譜；并且
[0052]圖4示出了示范性圖示用于對對象進(jìn)行成像的成像方法的實(shí)施例的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0053]圖1示意性和示范性地示出了用于對對象進(jìn)行成像的成像裝置，該成像裝置是計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置12。計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置12包括能夠關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸R旋轉(zhuǎn)的機(jī)架1，所述旋轉(zhuǎn)軸R平行于z方向延伸。光子源2，其在該實(shí)施例中是安裝在機(jī)架I上的多色X射線管。光子源2被提供有準(zhǔn)直器3，準(zhǔn)直器3在該實(shí)施例中從由光子源2生成的光子形成圓錐形輻射束4。光子穿過檢查區(qū)域5中的對象(例如患者)，所述檢查區(qū)域在該實(shí)施例中是圓柱形的。在穿過檢查區(qū)域5之后，輻射束4入射在包括二維探測表面的探測裝置6上。探測裝置6被安裝在機(jī)架I上。
[0054]計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置12包括兩個(gè)馬達(dá)7、8。機(jī)架I由馬達(dá)7以優(yōu)選地恒定但可調(diào)節(jié)的角速度來驅(qū)動(dòng)。馬達(dá)8被提供來移置對象，所述對象例如平行于旋轉(zhuǎn)軸R或z軸的方向布置在檢查區(qū)域5中的患者檢查臺(tái)上的患者。這些馬達(dá)7、8由控制單元9來控制，例如，使得光子源2和檢查區(qū)域5沿螺旋軌跡相對于彼此移動(dòng)。然而，不移動(dòng)對象但是僅旋轉(zhuǎn)光子源2(即光子源2沿相對于對象或檢查區(qū)域5的圓形軌跡移動(dòng))也是可能的。此外，在另一實(shí)施例中，準(zhǔn)直器3可以被適配為形成另一波束形狀，特別是扇形波束，并且探測裝置6可以包括探測表面，其被對應(yīng)于其他波束形狀(特別是扇形波束)而塑造。
[0055]在光子源2和檢查區(qū)域5的相對移動(dòng)期間，探測裝置6依賴于探測裝置6的探測表面上的輻射入射而生成探測值。探測值被提供到重建單元10以基于探測值重建對象的圖像。由重建單元10重建的圖像被提供到顯示單元11以顯示經(jīng)重建的圖像。
[0056]控制9優(yōu)選地還適于控制光子源2、探測裝置6和重建單元10。
[0057]圖2示意性和示范性地示出了探測裝置6的探測單元14、信號脈沖生成單元15和探測值生成單元16。探測單元14適于探測光子13并且生成具有指示相應(yīng)的所探測到的光子13的能量的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖。信號脈沖生成單元15適于生成具有預(yù)定義的仿真信號脈沖高度和預(yù)定義的生成的速率的仿真信號脈沖，并且將生成的仿真信號脈沖提供給探測值生成單元16。探測值生成單元16適于:a)接收仿真信號脈沖，b)確定觀察到的速率，其是所接收到的具有大于預(yù)定義的仿真信號高度閾值的仿真信號脈沖高度的仿真信號脈沖的速率，其中，仿真信號高度閾值接近或大于預(yù)定義的仿真信號脈沖高度，并且c)依賴于仿真信號脈沖的所確定的觀察到的速率來確定探測信號脈沖的偏移。
[0058]探測單元14包括像CdCe或CZT那樣的直接轉(zhuǎn)換材料用于依賴于光子13遇到所述直接轉(zhuǎn)換材料而生成探測信號脈沖。例如，T.Takahashi和S.Watanabe在IEEETransactions on Nuclear Science,第 48 卷,第 4 期的第 950 到 959 頁(2001 年 8 月)的文章“Recent progress in CdTe and CdZnTe detectors”公開了這樣的包括直接轉(zhuǎn)換材料的探測單元，通過引用將其并入本文。
[0059]信號脈沖發(fā)生器15可以是像來自安捷倫科技(Agilent Technologies)公司的商業(yè)上可用的信號脈沖發(fā)生器81130A那樣的已知的信號脈沖發(fā)生器。
[0060]探測值生成單元16適于將仿真信號脈沖與仿真信號高度閾值進(jìn)行比較以確定觀察到的速率。探測值生成單元16還適于將探測信號脈沖與定義能量箱的探測信號高度閾值進(jìn)行比較以便將探測信號脈沖分配到能量箱中，其中，針對每個(gè)能量箱確定指示指派到相應(yīng)能量箱的探測信號脈沖的速率的探測值。用于將探測信號脈沖和仿真信號脈沖與相應(yīng)閾值進(jìn)行比較的比較過程通過探測值生成單元16的比較器來執(zhí)行。在探測值生成單元16中通過使用比較器來將仿真信號脈沖高度與仿真信號高度閾值進(jìn)行比較時(shí)，觀察到的速率是具有大于仿真信號高度閾值的仿真信號脈沖高度的仿真信號脈沖的速率。生成的速率是指由信號脈沖生成單元15所生成的仿真信號脈沖的預(yù)定義的速率。
[0061]探測信號脈沖高度小于預(yù)定義的最大探測信號脈沖高度，并且仿真信號高度閾值大于最大探測信號脈沖高度。
[0062]探測值生成單元16包括觀察到的速率與偏移之間的指派，其中，探測值生成單元6適于基于指派和實(shí)際觀察到的速率來確定偏移。
[0063]指派可以通過校準(zhǔn)測量來確定，其中，觀察到的速率被確定，而偏移是已知的并且預(yù)定義的生成的仿真信號脈沖也是已知的，即它們的生成的仿真信號脈沖高度和生成的速率是已知的。還可以基于觀察到的速率與偏移之間的函數(shù)來提供指派，這可以是基于理論考慮。具體而言，探測值生成單元6可以適于提供一種模型，所述模型將所觀察到的速率R。建模為以下兩項(xiàng)的積:a)仿真信號脈沖的生成的速率Re;和b)噪聲可能性P，其定義仿真信號脈沖中的噪聲大于仿真信號高度閾值Vt減去生成的仿真脈沖高度Vp并減去偏移Vb的可能性。觀察到的速率％的該建?？梢酝ㄟ^下面的方程來描述:
[0064]Vn = Vt-Vp-Vb 以及⑴
[0065]R0 = RgP (2)
[0066]可能性P可以通過對像高斯可能性密度那樣的相應(yīng)的可能性密度從仿真信號高度閾值Vt減去生成的仿真脈沖高度Vp并減去偏移Vb到無窮大進(jìn)行積分運(yùn)算來確定。所得高斯概率可以通過下面的方程示例性地進(jìn)行描述:
【權(quán)利要求】
1.一種用于探測光子的探測裝置，所述探測裝置(6)包括: -探測單元(14)，其用于探測光子(13)，其中，所述探測單元(14)適于生成具有指示探測到的相應(yīng)光子(13)的能量的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖， -探測值生成單元(16)，其用于依賴于所述探測信號脈沖來生成能量分辨的探測值， -信號脈沖生成單元(15)，其用于生成具有預(yù)定義的仿真信號脈沖高度和預(yù)定義的生成的速率的仿真信號脈沖，并且用于將所生成的仿真信號脈沖提供給所述探測值生成單元(16), 其中，所述探測值生成單元(16)適于:a)接收所述仿真信號脈沖，b)將觀察到的速率確定為所接收到的具有大于預(yù)定義的仿真信號高度脈沖閾值的仿真信號脈沖高度的仿真信號脈沖的速率，其中，所述仿真信號高度脈沖閾值接近或大于所述預(yù)定義的仿真信號脈沖高度，并且c)依賴于所述仿真信號脈沖的所確定的觀察到的速率來確定所述探測信號脈沖的偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測裝置，其中，所述探測信號脈沖高度小于預(yù)定義的最大探測信號脈沖高度，并且其中，所述仿真信號高度脈沖高度閾值大于所述最大探測信號脈沖高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測`裝置，其中，所述探測值生成單元(16)包括對觀察到的速率與所述偏移之間的指派，其中，所述探測值生成單元適于基于所述指派和實(shí)際觀察到的速率來確定所述偏移。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測裝置，其中，所述探測值生成單元(16)適于: -提供將所述觀察到的速率建模為以下兩項(xiàng)的積的模型:a)仿真信號脈沖的所述生成的速率；和b)噪聲可能性，所述噪聲可能性定義所述仿真信號脈沖中的噪聲大于所述仿真信號高度脈沖閾值減去生成的仿真脈沖高度并且減去所述偏移的可能性； -修改要被確定的所述偏移，使得所建模的觀察到的速率與實(shí)際觀察到的速率之間的偏差被降低，從而確定所述偏移。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測裝置，其中，所述探測值生成單元(16)適于通過以下方式來生成所述能量分辨的探測值:將所述探測信號脈沖與定義能量箱的探測信號高度脈沖閾值進(jìn)行比較，以便將所述探測信號脈沖分配到所述能量箱中，并且基于所述偏移來校正探測信號脈沖的所述分配，從而針對每個(gè)能量箱生成指示相應(yīng)的能量箱的探測信號脈沖的速率的經(jīng)校正的探測值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的探測裝置，其中，所述探測值生成單元(16)適于確定指派到能量箱的探測信號脈沖的速率對所述偏移的靈敏度，并且基于所述偏移和所確定的靈敏度來校正指派到所述能量箱的探測信號脈沖的所述速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測裝置，其中，所述能量箱是由兩個(gè)探測信號脈沖閾值，第一探測信號脈沖閾值和第二探測信號脈沖閾值，來定義的，其中，所述探測值生成單元(16)適于: -將能量箱的探測信號脈沖的所述速率確定為a)第一速率與b)第二速率之間的差，所述第一速率是具有大于所述第一探測信號高度脈沖閾值的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖的速率，所述第二速率是具有大于所述第二探測信號高度脈沖閾值的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖的速率，-確定第三速率，所述第三速率是具有大于第一靈敏度信號高度脈沖閾值的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖的速率，所述第一靈敏度信號高度脈沖閾值小于所述第一探測信號脈沖高度閾值， -確定第四速率，所述第四速率是具有大于第二靈敏度信號脈沖高度閾值的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖的速率，所述第二靈敏度信號脈沖高度閾值小于所述第二探測信號脈沖高度閾值， -依賴于所述第一速率與所述第三速率之間的差和所述第二速率與所述第四速率之間的差來確定指派到所述能量箱的探測信號脈沖的所述速率對所述偏移的所述靈敏度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的探測裝置，其中，所述探測值生成單元(16)適于基于以下兩項(xiàng)的平均來確定指派到相應(yīng)的能量箱的探測信號脈沖的速率對所述偏移的所述靈敏度:a)指派到所述相應(yīng)的能量箱的探測信號脈沖的所述速率對所述相應(yīng)的能量箱的寬度的比率，和b)指派到鄰近的能量箱的探測信號脈沖的速率對所述鄰近的能量箱的寬度的比率。
9.一種用于對對象進(jìn)行成像的成像裝置，所述成像裝置(12)包括: -光子源(2)，其用于生成具有不同能量的光子以穿過所述對象， -探測裝置(6)，其用于探測已穿過所述對象之后的光子和如權(quán)利要求1所述地生成能量分辨的探測值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的成像裝置，其中，所述成像裝置(12)還包括用于控制所述光子源⑵和所述探測裝置(6)的控制單元(9)，其中，所述光子源⑵和所述探測裝置(6)被控制為使得在所述探測單元不探測光子時(shí)，所述仿真信號脈沖被生成并且由所述探測值生成單元來接收。
11.根據(jù)權(quán)利 要求9所述的成像裝置，其中，所述成像裝置(12)還包括用于基于所述能量分辨的探測值和所述偏移來重建所述對象的圖像。
12.一種用于探測光子的探測方法，所述探測方法包括: -通過探測單元探測光子，其中，生成具有指示探測到的相應(yīng)光子的能量的探測信號脈沖高度的探測信號脈沖， -由探測值生成單元依賴于所述探測信號脈沖來生成能量分辨的探測值， -由信號脈沖生成單元生成具有預(yù)定義的仿真信號脈沖高度和預(yù)定義的生成的速率的仿真信號脈沖，并且將所生成的仿真信號脈沖提供給所述探測值生成單元， 其中，所述探測值生成單元:a)接收所述仿真信號脈沖；b)將觀察到的速率確定為所接收到的具有大于預(yù)定義的仿真信號高度脈沖閾值的仿真信號脈沖高度的仿真信號脈沖的速率，其中，所述仿真信號高度脈沖閾值接近或大于所述預(yù)定義的仿真信號脈沖高度，并且c)依賴于所述仿真信號脈沖的所確定的觀察到的速率來確定所述探測信號脈沖的偏移。
13.一種用于對對象成像的方法，所述成像方法包括: -由光子源生成具有不同能量的光子以穿過所述對象， -探測光子以如權(quán)利要求12所述地生成能量分辨的探測值并確定偏移。
14.一種用于探測能量分辨的探測數(shù)據(jù)的探測計(jì)算機(jī)程序，所述探測計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼模塊，當(dāng)所述探測計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行于控制如權(quán)利要求1所述的探測裝置的計(jì)算機(jī)上時(shí)，所述程序代碼模塊令所述探測裝置執(zhí)行如權(quán)利要求12所述的探測方法的步驟。
15.一種用于對對象進(jìn)行成像的成像計(jì)算機(jī)程序，所述成像計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼模塊，當(dāng)所述成像計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行于控制如權(quán)利要求9所述的成像裝置的計(jì)算機(jī)上時(shí)，所述程序代碼模 塊令所述成像裝置執(zhí)行如權(quán)利要求13所述的成像方法的步驟。
【文檔編號】G01N23/04GK103890571SQ201280052556
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月26日
【發(fā)明者】R·普羅克紹 申請人:皇家飛利浦有限公司