[发明专利]校正X射线探测器的探测器数据的方法和X射线拍摄系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于校正X射线探测器的探测器数据的方法，该X射线探测器具有多个探测器元件和探测器元件组，其探测器信号经由信道传输。

本发明还涉及一种X射线拍摄系统，特别是在CT系统或C形臂系统中的X射线拍摄系统，该X射线拍摄系统具有探测器，该探测器具有按照组逐信道地读取的多个探测器元件，和读取装置，该读取装置具有计算机辅助装置以用于在将探测器数据进一步处理为投影的或断层造影的图像之前校正读取的探测器数据。

背景技术

在计算机断层造影(＝CT)和通过电离辐射进行的其它成像方法中通常采用固体探测器。普遍公知的是，对于CT中的这种探测器中关于灵敏度和线性特性提出极高的要求，因为在重建的图像中很小的偏差就已经会导致极大的伪影。

长久以来公知的是，探测器材料由入射的X射线改变并且由此该探测器材料的信号响应依据所吸收的X射线的历史而变化。此外长久以来公知的是，这种探测器材料示出了恢复效应，从而在较长的静止阶段之后特性再次接近原始状态。所谓的该辐射漂移的性能会导致CT图像中的伪影，但该伪影应当避免，因为其会影响医疗诊断。

因此，在现有技术中仅采用其辐射漂移足够小和均匀的探测器材料。由此对所使用的探测器材料的选择和品质提出极高的要求，这再次导致相应探测器的高开销。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，找到一种方法以及一种X射线拍摄系统，其减少了麻烦的选择方法。

发明人已经认识到，如果可以实现，对所使用的探测器材料尽可能特定于像素地关于其施加的射线淀积的历史和过去发生的衰减特性进行评估并且从中预测剂量响应特性中的变化，则可以极大地减少该麻烦的选择方法并且也可以尽可能消除由于迄今为止探测器材料所需的均匀特性而目前存在的关于所使用的探测器材料的限制。

辐射漂移特性一般不仅取决于所吸收的X射线的总量，而且也取决于用来辐照探测器的强度。漂移的原因尤其可以是极化效应及其在的直接改变的材料(诸如CdTe或CdZnTe)中的衰减特性。

因此建议对于每个探测器元件采集入射的X射线的历史并且借助数学模型分别对于下一次测量这样校正信号输出的特性，使得校正了基本上总是存在的信号漂移。这样的校正能够一方面通过整个探测器或者小至像素平面实施。由此通过该校正尽可能避免漂移引起的伪影。

原则上漂移特性可以以复杂的方式取决于大量参数，在此尤其也应当考虑时间的影响，例如通过仿真探测材料的取决于时间的恢复特性来考虑。

下面为此描述一种可能的模型：按照简单的模型可以假定漂移通过探测器材料的极化引起。这种极化通过X射线建立并且受到在持续的强烈的X射线的情况下达到的最大值的限制。在辐照结束之后极化又逐渐消除，例如指数地通过一个或多个时间常数来消除。探测器信道的精确特性取决于材料并且必须根据实验确定。

通常在扫描期间漂移D是取决于N个前面的辐照B(N)的函数f：D＝f_B(B(N))

如果漂移是已知的，则可以就此校正探测器信号：I_korr＝I_messxf_D(D)

如果不是所有的测量信道都是相似的，则例如对于每个信道应当根据实验确定函数f_B和f_D。f_B和f_D可以取决于一系列辐射参数，例如取决于：

-辐照的持续时间(DB)；

-辐照的强度(IB)；

-射线的频谱组成(SB)；

-辐照间歇的持续时间(DP)。

按照本发明，探测器测量并存储入射的X射线，特别是辐照的持续时间DB和强度IB。根据探测器类型也可以由探测器本身测量频谱组成SB，或者通过其它信息，诸如设置的加速电压、X射线管的已知滤波。

由此可以不断地确定辐照历史B(BD(N)、IB(N)、SB(N)、DP(N)、...)并且借助函数f(B(N))不断地确定漂移D。在最简单的情况下漂移D是一维地描述材料的漂移状态的数。在较复杂的情况下漂移状态必须通过多个参数D_n来描述。这点取决于材料并且可以根据实验来确定。

临床的测量过程看起来是这样的，即大多为1至40秒执行1至5次扫描并且然后插入数分钟的扫描间歇，以便在设备上准备新的患者。辐射漂移在大部分材料中以秒范围构造；消除延续几分钟至几小时。因此辐照时间以及超过数小时的辐照间歇必须要计入漂移的计算。