[发明专利]用于对量子计数的X射线探测器进行能量校准的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对在X射线设备中的量子计数的X射线探测器进行能量校准的方法，该X射线设备具有至少两个可围绕旋转中心转动的X射线系统，这些X射线系统在转动方向上相互错开一个角度地布置。这样的X射线设备在计算机断层造影(CT)的领域中被采用，并且在设计方案中也以双源计算机断层造影设备或双源C形臂X射线设备的名称公知。本发明还涉及一种用于产生X射线荧光辐射的标靶，其适用于实施该方法。

背景技术

量子计数的X射线探测器，也称为光子计数的X射线探测器通常具有由一种直接转换的半导体材料组成的多个探测器元件(像素)的布置。被探测到的光量子在各自的探测器元件中产生电荷脉冲，该电荷脉冲被探测器电子器件转换为测量电压，该测量电压在一个或多个比较器中与代表不同能级的阙值电压进行比较。通过这种方式可以将特定的能量与被探测的光子对应并且相应地计数该光子。

由于电荷脉冲的大小或由此产生的测量电压取决于入射的光量子的能量，通过设置电子阙值高度或比较器的阙值可以实现被计数的光量子的光谱的选择。仅计数基于其能量产生超过比较器的阙值的电信号的辐射量子。

为对于入射的X射线量子的按照能量分辨的计数必须对探测器进行能量校准。必须对于每个探测器元件或每个测量通道分开地进行校准，以便分别考虑探测器材料和信号处理的电子器件的特殊性能。相应地，为了探测器的均匀的响应特性的实现以及由此例如在使用探测器的情况下在计算机断层造影中尽可能无伪影且低漂移的CT图像的获得，尽可能精确地设置阙值电压。对于量子计数的X射线探测器的能量校准例如可以采用放射性制剂、同步光源或K荧光辐射源，其发射被定义的谱线或量子。作为能量校准的结果，给比较器的每个阙值的数值分配一个能量阙值。

基于一些适用于校准的源的疑难的操作和低的可用性，通过K荧光辐射器提供了荧光校准的应用，该种K荧光辐射器不具有这样的限制。但是迄今为止的荧光校准尽管已经在实验室中实施，其中X射线探测器仅利用X射线荧光辐射来照射。在此出现的X射线流是极小的并且相应地不与在临床扫描器中的方案相匹配。但是由于探测器(传感器材料或探测器元件和信号处理的电子器件或ASIC)在辐照的条件下取另一个工作点，来自于实验室的校准不是与在X射线设备中应用时的状态最佳地相匹配，从而导致阙值的偏移。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于对在X射线设备中的量子计数的X射线探测器进行能量校准的方法，该X射线设备具有至少两个可围绕旋转中心转动的X射线系统，其避免了上述的阙值偏移的问题。

上述技术问题通过根据按照本发明的方法来解决。本发明的具有优势的设计方案是可以从下面的描述以及实施实例中得悉。

所建议的方法涉及在计算机断层造影的X射线设备中的量子计数的X射线探测器的能量校准，该X射线设备具有至少两个可围绕旋转中心转动的X射线系统，这些X射线系统在转动方向上相互错开一个角度地布置。在设计方案中，这样的X射线设备被称为所谓的双源计算机断层造影设备或称为双源C形臂X射线设备。相互错开一个角度的每个X射线系统在此具有一个X射线管和一个与X射线管相对布置的X射线探测器。在所建议的方法中，荧光校准技术被用于对X射线设备的两个探测器中的至少一个进行能量校准。在此，在两个X射线系统中的一个(下面称为第一X射线系统)的X射线源和X射线探测器之间定位用于产生X射线荧光辐射的标靶，并且利用该X射线系统的X射线源的X射线辐射来辐照以用于发射X射线荧光辐射。在此这样进行标靶的定位，使得所产生的X射线荧光辐射的一部分击中另一个(第二)X射线系统的探测器。然后利用该击中的X射线荧光辐射实施该第二X射线探测器的能量校准。通过两个X射线系统在X射线设备中相互错开避免了，用于产生X射线荧光辐射的X射线辐射同样击中待校准的探测器。在另一方面，由此可以在没有其它开销的情况下仅通过将标靶例如以模体形式引入到两个X射线系统的一个的辐射路径的合适的位置上来实施上述(第二)X射线探测器的能量校准。对于第一X射线探测器的校准，然后可以以相同的方式通过在第二X射线系统的辐射路径中进行标靶的相应定位来实现。在将标靶定位到各个计算机断层扫描设备或C形臂设备的对称中心中的情况下由此可以仅通过在两个X射线管之间进行切换以及，如果需要，通过在对称中心中合适地转动标靶来实施两个探测器的能量校准。