[发明专利]数据采集

说明书

本申请是申请号为201080013533.3的名为“数据采集”的中国专利申请的分案申请。

下文总体涉及数据采集，并且尤其应用于计算机断层摄影（CT）。然而，其还适合于其他医学成像应用和非医学成像应用。

计算机断层摄影（CT）扫描器包括安装在可旋转扫描架上的X射线管，可旋转扫描架关于纵轴或z轴绕检查区域旋转。探测器阵列在与X射线管相对的检查区域的对侧延伸一角度弧。探测器阵列探测贯穿检查区域的辐射。探测器阵列包括光学耦合至光传感器阵列的闪烁体阵列，光传感器阵列电耦合至处理电子器件。对于每个数据采集积分期，闪烁体阵列生成指示撞击到其上面的辐射的光，光传感器阵列生成指示所述光的电信号，而处理电子器件基于所述电信号生成指示所探测到的辐射的数字数据。重建器重建所述数字数据并生成体积图像数据，处理所述体积图像数据以生成一幅或多幅图像。

遗憾的是，闪烁体阵列和光传感器阵列具有非零并且不同的温度系数。对此，闪烁体阵列和光传感器阵列的响应可能随着温度而变化。因此，可能会向图像数据中引入诸如环状伪影的伪影。一种趋势是对探测器阵列采取严格的温度控制。在一种情况下，这包括使用发热器、风扇、散热片等使探测器阵列维持在预定的温度范围内。然而，这种温度控制成本高，并且如果温度控制不适当依旧会累及成像性能。使成本增加的另一因素是缺乏在装配探测器阵列以及将探测器阵列暴露于X射线和/或光之前测试光传感器通道的能力。

此外，通过撞击光子沉积在闪烁体晶体上的电荷以相对长的时间常数（例如，秒级）而衰减，这被称为余辉。因此，来自在第一积分期内撞击到闪烁体晶体上的光子的残余电荷可能添加到由在随后的积分期内撞击闪烁体晶体的光子沉积的电荷。这种残余电荷常常被称为暗电流并且连同来自下一随后周期内的光子的电荷一起被积分，这可以累及成像性能。一种趋势是使用具有低余辉的闪烁材料。然而，具有低余辉的闪烁体通常更为昂贵并且比具有较高余辉的闪烁体更为低效。

本申请的各方面解决了上述问题和其他问题。

根据一个方面，一种成像系统，包括具有光敏侧和相对的读出侧的光传感器阵列。闪烁体阵列光学耦合至光传感器阵列的光敏一侧，而处理电子器件电耦合至光传感器阵列的读出侧。光传感器阵列、闪烁体阵列和处理电子器件热连通，并且处理电子器件的温度系数的值大致等于光传感器阵列的温度系数和闪烁体阵列的温度系数的和的负数。

在另一实施例中，成像探测器包括光传感器阵列、光学耦合至光传感器阵列的闪烁体阵列、以及电耦合至光传感器阵列的处理电子器件。处理电子器件包括A/D转换器，其将光传感器阵列输出的电荷转换为具有指示所述电荷的频率的数字信号。A/D转换器交替地将与撞击辐射对应的第一电荷转换为第一信号以及将与衰减电荷对应的第二电荷转换为第二信号。逻辑单元基于所述第二信号校正第一信号。

在另一实施例中，一种成像探测器，包括光传感器阵列、光学耦合至光传感器阵列的闪烁体阵列、以及电耦合至光传感器阵列的处理电子器件。处理电子器件包括A/D，其将光传感器阵列输出的电荷转换为具有指示所述电荷的频率的数字信号；以及积分器偏置电压信号设置器，其设置针对A/D转换器的积分器偏置电压信号，该信号诱发可以由A/D转换器测量的电流。

在另一实施例中，一种成像系统，包括生成贯穿检查区域的辐射束的辐射源、探测贯穿检查区域的辐射的探测器阵列、以及重建探测器阵列的输出并生成指示所述输出的图像数据的重建器。探测器阵列包括多个探测器块（tile），并且探测器块包括光传感器阵列、光学耦合至光传感器阵列的闪烁体阵列、以及电耦合至光传感器阵列的处理电子器件。光传感器阵列、闪烁体阵列和处理电子器件是热连通的，并且处理电子器件的温度系数的值大致等于光传感器阵列的温度系数和闪烁体阵列的温度系数的和的负数。

在另一实施例中，一种方法，包括将成像系统的探测器块的处理电子器件的温度系数的值设置成大致等于探测器块的光传感器阵列和闪烁体阵列的温度系数的和。

在另一实施例中，一种方法，包括：在成像程序中的至少一个积分期期间脉冲调制辐射发射的开启和关闭、在所述至少一个积分期期间当辐射发射开启时探测第一信号、在所述至少一个积分期期间仅当辐射发射关闭时探测第二信号、以及基于所述第二信号校正所述第一信号。

在另一实施例中，一种方法，包括：将信号注入到探测器块的A/D转换器的输出内，其中，该信号可以由A/D转换器测量；利用A/D转换器将所述信号转换为数字数据；以及基于所注入的信号和数字数据计算探测器块的光传感器阵列的阻抗。