[发明专利]用于探测光子的探测设备以及其方法

说明书

本发明涉及一种用于探测由辐射源(2)发射的光子的探测设备(6)。所述探测设备(6)被配置为在第一时间段期间探测所述光子。所述探测设备(6)包括：具有中间直接转换材料的传感器(10)，所述中间直接转换材料用于将光子转换为电子和空穴；整形元件(20)；以及补偿单元(450、INT、950)。所述补偿单元(450、INT、950)适于基于电脉冲并且基于所述传感器(10)的光电导增益来提供补偿信号。本发明的核心是提供电路以通过如下操作来减小由于关于谱计算机断层摄影中的直接转换探测器的固有误差的伪影：确定补偿电流；探测或者监测基线恢复器反馈信号；或者忽略高于基线水平的信号。

技术领域

本发明涉及用于探测由辐射源发射的光子的探测设备和探测方法。

背景技术

如果具有不完全阻挡(阴极)接触的Cd[Zn]Te被用于单光子计数探测器，则光电导增益引起尤其是对于DC耦合的读出电子器件的主要问题：由于其是在光电流的顶部上的缓慢改变的电流，因此其导致在模拟读出通道的输出处朝向设置能量阈值的基线偏移，从而使得在没有任何校正手段的情况下，光子的能量被误差地记录。如果持续电流非常缓慢地改变并且堆积效应是有限的，则能够应用诸如常规基线恢复(BLR)的已知方法。公知地，如果感测整形器(SHA)的输出处的脉冲频繁堆积，则感测在SHA的输出处的基线(BL)的常规BLR方法将导致显著误差的基线估计：在这种情况下，不再达到BL，因此BL被误差地估计。

可以由具有双极性波形的来自邻近像素的感生的脉冲引起额外的效应。取决于所感生的脉冲相对于真实脉冲的信号的相位，所感生的脉冲能够贡献于堆积或者减小SHA输出信号上可见的堆积。

此外，甚至在低X射线通量但长辐照时间下，传感器得到极化。这在正确的阈值位置应当被确定的对探测器的能量校准期间是成问题。极化使校准失真。

除了以上之外，基线恢复器电路通常通过使用如下部件来实施：峰探测器，其感测基线；低通滤波器(例如，积分器)，其用于限制对低频BL偏移的补偿；以及(一个或多个)跨导体元件，其负责在输入节点(或者整形器输入，取决于实施方式)处注入或者吸收补偿电流。然而，BLR电路内的峰探测器对尤其高于BL(在其中整形器输出信号是低于该BL的脉冲的实施中)的期望背景电流的相对方向上的整形器输出水平的漂移(excursion)非常敏感。亦即，高于BL水平的信号将由峰探测器感测为如同其是新的BL水平，从而在最坏的情况下导致等于完全信号漂移的校正，所述完全信号漂移高于BL水平。高于BL水平的这样的漂移能够主要由两个非理想的伪影导致；亦即，来自邻近像素的感生的脉冲(其具有在BL水平周围的双极性形状)以及整形器过冲(高于BL水平的小半波)。

US2010172467A1涉及一种装置，其用于根据成像设备(尤其是计算机断层摄影装置)中的撞击X射线来生成可计数的脉冲。所述装置包括：前置放大元件，其适于将由撞击光子生成的电荷脉冲转换为电信号；以及整形元件，其具有反馈回路并且适于将电信号转换为电脉冲。延迟电路被连接到所述反馈回路，使得反馈回路在其期间收集电信号的电荷的时间被延长，以便改进整形元件的输出处的电脉冲的幅度。

US2004027183A1公开了一种连续时间基线恢复(BLR)电路，其提供在恒定分数辨别器(CFD)装备和定时电路中的内置脉冲尾抵消或者BLR尾抵消电路。BLR尾抵消电路被应用在恒定分数定时整形滤波器和装备电路的输出处，以允许以高输入信号计数率操作的CFD电路的单片集成电路实施。与同时尾抵消一起，BLR尾抵消电路提供对dc偏离和计数率相关的基线误差的校正。针对来自输入信号的准确时间截取(pickoff)，需要对由于电子器件错配的dc偏离和计数率相关基线误差的校正。需要脉冲宽度或者脉冲尾抵消的减小，以：缩短高计数率信号的持续时间，以防止由新信号叠加在先前信号的尾部上的事件发生(被已知为脉冲堆积的状况)引起的严重失真。在没有脉冲尾抵消的情况下，存在由于脉冲堆积的时间截取的实质误差。