[发明专利]具有降低的积聚的X射线设备

说明书

本发明涉及一种用于对对象(41)进行成像的X射线设备(1)。所述X射线设备的辐射探测器(3)包括用于探测辐射的探测器元件(21)，每个探测器元件(21)包括可调整敏感体积，其中，进入所述敏感体积的X射线光子产生用于生成图像数据的电信号。此外，所述设备包括控制单元(9)，所述控制单元被配置为根据被成像对象(41)的几何结构来控制所述探测器元件(21)中的至少一个的敏感体积，以降低所述探测器元件中的积聚效应。此外，本发明涉及一种用于操作所述设备(1)的方法以及用于实施所述方法的计算机程序。

技术领域

本发明涉及一种用于对对象进行成像的X射线设备。更具体而言，本发明涉及一种用于采集要被成像的对象的图像数据的X射线设备，所述设备包括X射线源和辐射探测器。此外，本发明还涉及一种用于操作X射线设备以采集要被成像的对象的图像数据的方法以及用于实施所述方法的计算机程序。具体而言，所述X射线设备可以是光子计数计算机断层摄影(CT) 设备。

背景技术

所谓的光子计数或光谱X射线设备允许分别探测撞击辐射探测器的单个X射线光子，并根据多个能带或“分箱”来确定入射光子的能量。然而，当两个或更多光子在短于所谓的探测器的死区时间的时间间隔内抵达辐射探测器时，它们将被记录为具有非常高(错误)的能量的单个事件。这一效应页被称为积聚效应，其将导致计数漏失以及失真的能谱。

而且，鉴于所述积聚效应，X射线射束的强度可以被选择使得在已经受到要被成像的对象衰减之后抵达探测器的的射束中的光子通量率不要过高，从而避免积聚。然而，在光束强度的对应适配之后，积聚却往往发生在辐射探测器的收集所述X射线射束的未受衰减或者受到弱衰减的部分的区域内。对于紧挨着(但未穿过)要被成像的对象传输的或者仅贯穿所述对象的弱衰减区域的射束部分(例如，在要被成像的对象为人或动物的情况下的肺组织)，尤其是这种情况。

为了降低针对接收直接来自X射线源的辐射的辐射探测器部分的积聚效应，被称为领结式滤波器的射束成形滤波器已经被用于降低未贯穿对象的辐射射束部分的强度。然而，在CT中，当X射线源和辐射探测器围绕对象旋转时，对象的相关轮廓(contour)变化。因此，必须使用动态射束成形滤波器，其允许在X射线源和辐射探测器的旋转期间改变射束形状。这样的动态滤波器具有非常高的机械复杂性，因而非常昂贵。此外，几乎不可能使用射束成形滤波器使X射线射束的中心衰减，因为该部分对于(例如)人类腿部或者对象内部的弱衰减区域成像是必要的。

US 2011/0017918 A1涉及一种适于CT扫描器中的能量解析单X射线光子探测的辐射探测器。所述探测器包括闪烁器元件的阵列，其中，入射的X射线光子被转化为光学光子的爆发。与闪烁器元件相关联的像素确定其在预定采集间隔内接收的光学光子的数量。辐射探测器的探测器单元能够被设计为使得它们在探测到单光学光子时从敏感状态变为非敏感状态，并且在重置间隔期间探测器单元被重置至敏感状态。包括采集时间和重置时间的占空比能够适应于探测到的通量。因而，可以降低积聚效应。然而，在已经变为非敏感状态的情况下，探测器单元在重置之前都不能再探测光子。

EP 2 371 288 A1涉及一种包括辐射源和探测器的成像系统。所述系统基于先验信息和初步图像数据来确定与辐射源和探测器相关联的参数。就探测器而言，所述系统可以基于使用初步图像数据确定的通量而在光子计数和能量积分模式之间切换探测器元件。US 2015/0063527涉及一种包括光子计数探测器阵列的X射线系统，所述光子计数探测器阵列具有探测器像素，所述探测器像素包括直接转换材料。为了确定正确的输入光子计数速率，多个输入光子计数速率被映射至单个输出光子计数速率。之后，基于所确定的输入光子计数速率来重建图像数据。

发明内容

本发明的目的在于以更低的复杂度实现X射线辐射探测器内的积聚效应的降低。此外，本发明的目的在于缩短X射线辐射探测器不能探测辐射的时间间隔。