[发明专利]校正量子计数探测器中计数率漂移的方法和X射线系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在具有量子计数探测器元件的X射线系统、特别是CT系统的探测器中校正计数率漂移的方法，其中每个探测器元件具有带有明显不同的能量门限的至少两个计数器的组合，所述能量门限被组合地分析以用于确定入射的辐射剂量。此外发明还涉及一种具有量子计数探测器的X射线系统以及一种量子计数探测器的电路布置。

背景技术

一般公知具有量子计数探测器的X射线系统，特别是CT系统以及用于分析来自于探测器的探测器脉冲的方法。近年来为了在CT系统中应用，除了迄今为止所使用的具有积分探测器元件的常规探测器类型，建议这种量子计数探测器，因为其作为可能的解决方案能够用于降低患者剂量以及用于在单源CT系统中能量分辨地测量。在这些量子计数探测器中，临床CT扫描器中的高X射线光子流导致在以典型的方式使用的CdTe/CdZnTe探测器材料中构建空间电荷，这可以导致明显的计数率漂移。该计数率漂移使精确地确定剂量变得困难并且一般会导致图像误差以及在CT系统中特别明显地导致在由吸收数据建立的断层造影图像中的伪影。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，找到一种在量子计数探测器中校正计数率漂移的方法以及一种具有量子计数探测器的改进的X射线系统。

按照量子计数探测器的典型结构，为了在探测器材料上的信号测量，设置至少两个不同的能量门限，这些能量门限等效于入射到探测器材料的粒子能量，其中对该门限的超过被分别计数。发明人现在已经注意到，明显不同的能量门限（例如对于以120kVp谱扫描的测量来说是20keV和60keV或20keV、35keV和60keV）的计数率彼此的比例存在令人惊讶的恒定性。这是对于大部分多色X射线谱（如其典型地在X射线诊断中使用的那样）与在那里通常的探测器像素大小相结合的情况。在下面示出的方法中应当表明，可以怎样使用该特征来消除计数率漂移以及由此可以实现改善图像质量，但是以强烈降低光谱灵敏度为代价。可以如下地计算恒定的因数，该恒定的因数描述了关于不同门限的计数器的计数率之间的比。

通过计数器i测量的计数率通过如下得出：

I_i＝A_i·I·(1-d_i),    （1）

其中I_i是输出到探测器元件的辐射强度，A_i是与计数器i相结合的探测器的效率并且d_i是计数器i的计数率漂移。

在漂移值d_i线性地相互连接的情况下其可以如下地说明：

I_i＝A_i·I·(1-f_i·d)    （2）

按照对数吸收尺度（Absorptionsskala）、精确的衰减尺度如下地得出线性吸收尺度的变化：

L_i＝L-ln(A_i)-ln(1-f_i·d)    （3）

通过定义a_i：＝-ln(A_i)以及使用近似ln(1+x)≈x获得：

L_i＝L+a_i+f_i·d    （4）

该等式允许访问所测量的数据组的每个计数器对（i，j）中计数率漂移的测量。